Transporte Coletivo Hidroviário para São Paulo
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FACULDADE DE TECNOLOGIA DE JAHU – FATEC/JAHU LUCAS DE CARVALHO GUESSE PROJETO BANDEIRANTE TRANSPORTE COLETIVO HIDROVIÁRIO PARA SÃO PAULO – SP JAÚ DEZEMBRO/2010
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FACULDADE DE TECNOLOGIA DE JAHU – FATEC/JAHU
LUCAS DE CARVALHO GUESSE
PROJETO BANDEIRANTE TRANSPORTE COLETIVO HIDROVIÁRIO PARA SÃO PAULO – SP
JAÚ
DEZEMBRO/2010
LUCAS DE CARVALHO GUESSE
PROJETO BANDEIRANTE TRANSPORTE COLETIVO HIDROVIÁRIO PARA SÃO PAULO – SP
JAÚ
DEZEMBRO/2010
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado no Curso de Operação e Administração de Sistemas de Navegação Fluvial da Faculdade de Tecnologia de Jaú, para obtenção do grau de Tecnólogo em Operação e Administração de Sistemas de Navegação Fluvial, sob a orientação do Prof. Dr. Hilton Aparecido Garcia.
À minha São Paulo, cidade que não pode parar.
AGRADECIMENTOS
Este trabalho foi realizado graças ao apoio de diversas pessoas, em
especial:
Aos meus pais e avós por tudo o que fizeram por mim, pela minha criação e
educação;
À minha Tia Patrícia e a Marcelo Ferreira por me inspirarem acadêmica e
profissionalmente;
Aos professores Dr. Hilton Aparecido Garcia pelo auxilio na orientação deste
e aos Ms. Marcos Shoiti e Manuel Jesus Lucas, pelas orientações e materiais
dedicados a este trabalho e as conversas diversas;
Aos amigos Eduardo Veríssimo, Rafael Cascadan e Ricardo Vitti pelo auxílio
e conferência dos dados;
Aos companheiros de Caserna que me apoiaram nos momentos difíceis
antes da faculdade e que, mesmo distantes há algum tempo, me incentivam
constantemente; e
Aos que sempre estiveram ao meu lado.
Quando o vento estiver contra, ajuste suas velas. Um Velho Marinheiro
RESUMO
A região metropolitana de São Paulo devido ao seu tamanho e número de habitantes tem um excesso de demanda para a atual oferta de transportes coletivos. Este trabalho visa diminuir a circulação de veículos do modo rodoviário na cidade de São Paulo através da implementação de um transporte coletivo, no modo hidroviário, nos rios Tietê e Pinheiros. Com dados da prefeitura da capital e do DETRAN-SP verificou-se que o simples aumento da frota de ônibus não seria suficiente para atender a população. A partir de uma pesquisa do METRÔ foi possível determinar uma possível demanda. Ainda com esta pesquisa, os pontos de parada foram determinados ao longo das hidrovias Tietê e Pinheiros para a elaboração de uma matriz Origem X Destino. Através de modelos matemáticos, publicações de organizações e autores especialistas no assunto, foram atribuídas as características das embarcações. Estas características são essenciais para determinação do custo do transporte por viagem. Associando as demandas e as embarcações é possível atribuir um custo por passageiro mostrando a viabilidade econômica do projeto.
Palavras-chave: Transporte Coletivo, Embarcação, São Paulo
ABSTRACT
The São Paulo metropolitan area, because the size and quantity of citizens, has an excess demand to the mass transit current bid. This project aims to reduce the movement of vehicles from the road in Sao Paulo by implementing a mass transit mode waterways, at the rivers Tietê and Pinheiros. With data from the Capital´s City Hall and the Traffic Department was verified that the bus fleet rise will not be enough to attend the population. Was possible to define a probable demand by the research done in the Company of the Subway. Still on this research, the boarding stations were set at the Tietê and Pinheiros waterways to make a Origin and Destination research. By math models, organizations publications and subject matter experts, the vessels had their main caracteristics determinated. These caracteristics are essential to make up the cost of the transport per route. Associating the demands and the vessels it is possible to assign the cost per passenger and shows the economic viability of the project.
Key-words: Mass Transit, Vessel, São Paulo.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 - Catamarã Voguéo e seu ponto de parada ................................................ 14
Figura 2 - Trânsito na Marginal Pinheiros ................................................................. 17
Figura 3 - Ônibus e metrô lotados ............................................................................. 18
Figura 4 - Rio Pinheiros ............................................................................................. 19
Figura 5 - Nova calha do rio, Projeto Tietê ................................................................ 21
Figura 6 - Nova calha do Rio Tietê ............................................................................ 21
Figura 7 - Densidade da População .......................................................................... 23
Figura 8 - Densidade de Empregos ........................................................................... 23
Figura 9 – Itinerários ................................................................................................. 24
Figura 10 - Desenho do Casco .................................................................................. 28
Figura 11 - Consumo específico do Motor ................................................................ 30
Figura 12 - Critérios de estabilidade para Área 1 ...................................................... 31
Figura 13 - Estabilidade - Situação 1 ........................................................................ 32
Figura 14 - Estabilidade - Situação 2 ....................................................................... 32
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Viagens Totais Diárias ............................................................................. 25
Tabela 2 - Características da Embarcação ............................................................... 27
Tabela 3 - Índices exigidos e obtidos ........................................................................ 29
Tabela 4 - Características do Hélice ......................................................................... 29
Tabela 5 - Coeficiente Propulsivo e Eficiências ......................................................... 30
Tabela 6 - Custo anual da Embarcação .................................................................... 34
LISTA DE ABREVEATURAS, SIGLAS E SÍMBOLOS
SÍMBOLOS
B – boca g – gramas HP – Horse Power kWh – Kilo Watts hora L – comprimento da embarcação Lpp – comprimento entre perpendiculares m – metro P/D – relação entre passo e diâmetro Rpm – Rotações por minuto
SIGLAS E ABREVIATURAS
CET – Companhia de Engenharia de Tráfego CPTM – Companhia Paulista de Trens Metropolitanos DAEE – Departamento de Águas e Energia Elétrica DETRAN-SP – Departamento de Transito DH – Departamento Hidroviário EMAE – Empresa Metropolitana de Água e Energia S.A. IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística JBIC - Japan Bank for International Cooperation METRÔ – Companhia do Metropolitano de São Paulo NORMAM – Normas da Autoridade Marítima NPL – National Physical Laboratory PMSP – Prefeitura Municipal de São Paulo PNA – Principles of Naval Architecture RMSP – Região Metropolitana de São Paulo SME – Secretaria Municipal da Educação SPTRANS – São Paulo Transportes STM – Secretaria de Transportes Metropolitanos
SUMÁRIO
1. Introdução ......................................................................................................... 11
1.1. Objetivo ............................................................................................................. 11
1.2. Justificativa ....................................................................................................... 11
1.3. Metodologia ...................................................................................................... 12
1.4. Condução do Trabalho ..................................................................................... 13
2. O transporte coletivo hidroviário pelo mundo, o Voguéo em Paris ............. 14
3. São Paulo em números .................................................................................... 16
3.1. Ampliação do Transporte Coletivo .................................................................... 18
3.2. As Vias Navegáveis .......................................................................................... 19
4. O Itinerário ......................................................................................................... 23
5. Demanda do Transporte Coletivo na RMSP ................................................... 25
6. Embarcação ...................................................................................................... 27
6.1. Desenho do Casco ........................................................................................... 27
6.2. Resistência ao Avanço e Potência Efetiva ........................................................ 28
6.3. Hélice ................................................................................................................ 29
6.4. Motorização ...................................................................................................... 29
6.5. Critérios de Estabilidade ................................................................................... 30
7. Custos do Transporte ....................................................................................... 33
8. Conclusões ....................................................................................................... 35
9. Referências ....................................................................................................... 36
Apêndice A - Detalhes das Embarcações ............................................................. 38
Apêndice B - Movimentações diárias e determinação de embarcações ............ 41
Apêndice C - Custos ............................................................................................... 43
Anexo A - Pontes, Vãos e Tirantes ........................................................................ 47
Anexo B - Gráfico Potência Efetiva x Deslocamento ........................................... 49
11
1. Introdução
Para aumentar a mobilidade da população da Grande São Paulo, este
trabalho tem o objetivo de utilizar os rios da Região Metropolitana de São Paulo
(RMSP) como via para o transporte coletivo. Segundo relatório técnico do
Departamento Hidroviário da Secretaria de Transportes do Estado de São Paulo,
tecnicamente, este projeto é viável. Assim, será estimada uma possível demanda
para posterior análise da viabilidade econômica para a operação de Embarcações
no Transporte Coletivo Hidroviário em São Paulo-SP.
Como os Bandeirantes utilizavam os rios de São Paulo para explorar o
interior do País e foram, em parte, responsáveis pela conquista do interior e
extensão dos limites de fronteira do Brasil para além do limite do Tratado de
Tordesilhas, este trabalho será chamado de “Projeto Bandeirante”.
1.1. Objetivo
Avaliar economicamente a implantação de um transporte coletivo hidroviário
de passageiros nos rios de São Paulo – SP.
1.2. Justificativa
Por ter localização estratégica os rios de São Paulo são opções para a
melhoria do deslocamento da população paulistana através do uso de embarcações
para o transporte coletivo de passageiros.
O Departamento de Águas e Energia Elétrica do Estado de São Paulo tem
realizado obras de aprofundamento, desassoreamento e limpeza dos rios. Assim
seu uso na navegação é cada vez mais viável tecnicamente, prova disso são as
12
embarcações que realizam sua limpeza. Foi construída em 2004, na obra de
ampliação da calha para contenção de enchentes uma eclusa para vencer 3,2
metros de desnível na altura do Cebolão, permitindo a navegação num trecho de 40
km.
Grandes cidades da Europa como, por exemplo, Paris, já utilizam seus rios
para o transporte coletivo. Esta implementou seu sistema de transporte, chamado de
Voguéo, em 2008. Até então o Rio Sena só transportava passageiros para passeios
turísticos.
1.3. Metodologia
Para a determinação de embarcações que serão utilizadas no sistema de
transporte, para atender a demanda e dimensionar a frota necessária e sobre
modelos de cálculos de construção e operação para o levantamento do custo por
passageiro, foi realizado um levantamento bibliográfico junto a órgãos do governo e
empresas.
A partir da coleta desses dados, foi feito um processamento para a fixação
dos parâmetros como: rota, pontos de parada, tipo de embarcação e demanda
estimada.
Com parâmetros fixados, e esboçada uma possível embarcação, foram
calculados os tempos, quantidade de embarcações e custos. Após esta etapa,
associada a demanda estimada, é possível determinar a viabilidade do projeto.
13
1.4. Condução do Trabalho
No capítulo 2 apresenta-se exemplos de utilização do modal hidroviário em
Paris.
No capítulo 3 são mostrados números da demanda atual por transportes
coletivos na RMSP.
No capítulo 4 indica-se um itinerário conveniente para atender a demanda as
populações que moram e/ou trabalham nas adjacências dos Rios Tietê e Pinheiros.
No capítulo 6 faz-se proposição de uma embarcação que atenda aos
requisitos exigidos pelas Normas da Autoridade Marítima.
No capítulo 7 são mostrados os custos para a realização desse transporte
de passageiros por embarcações na RMSP
No capítulo 8 são apresentadas as principais conclusões do trabalho.
14
2. O transporte coletivo hidroviário pelo mundo, o Voguéo em Paris
O Voguéo é o mais novo sistema de transporte coletivo aplicado em Paris.
Iniciado em 2008, consiste em embarcações do tipo Catamarã que transportam
passageiros de modo a desafogar o carregado trânsito de Paris. Atualmente o
percurso é de 4,6 quilômetros percorridos a uma velocidade média de 12 km/h.
Segundo a BATOBUS, empresa que administra o sistema, as embarcações
utilizadas são de fibra de vidro com 12,30 metros de comprimento, 5,20 de largura e
1,20 de calado, conforme figura 1. Com um peso de 9,3 toneladas e capacidade
para 75 passageiros, são movimentadas por dois motores de 110 HP cada,
consumindo cerca de 13 litros de óleo diesel por hora. Para sua operação são
necessários dois tripulantes. Para toda a operação dos 4 catamarãs trabalham 34
funcionários, 28 tripulantes e 6 na base logística.
Figura 1 - Catamarã Voguéo e seu ponto de parada Fonte: Voguéo
Os pontos de paradas (figura1) são localizados na beira do rio. São
pequenas estações onde não há catracas e nenhum tipo de controle de pagamento,
este é feito no interior da embarcação, por um sistema parecido com o “Bilhete
Único” utilizado no transporte público de São Paulo, e fiscalizado pelo marinheiro.
Custo unitário de um bilhete é de 3 euros podendo ser reduzido caso o
usuário compre um bilhete mensal ou anual. O preço é assim praticado para diminuir
a incidência de turistas no transporte coletivo. O investimento inicial do operador do
15
sistema foi de 10,5 milhões euros e seu custo anual é de 4,7 milhões. Atualmente o
serviço opera das 7h às 21h atendendo cerca de 1.923 passageiros por dia.
16
3. São Paulo em números
A RMSP, também conhecida como Grande São Paulo, reúne 39 municípios
do Estado de São Paulo. De sua área total, de 7.943 km², 2.139 km² são
urbanizados contando com uma população de 19.889.559 (IBGE/2009).
A cidade de São Paulo é a cidade mais populosa do Brasil e um dos
principais centros financeiros e mercantis da América Latina. Sua população conta
com 11.037.593 habitantes. É a décima cidade mais rica do mundo e seu PIB
representa 12% do total brasileiro. Das multinacionais instaladas no Brasil, 63% têm
sede em São Paulo. Também é um centro de produção científica sendo responsável
por cerca de 28% da produção nacional.
Segundo a Prefeitura de São Paulo (2010), a malha viária da cidade conta
com 17.289 km de extensão. Destes, 13.000 km são asfaltados, tendo um custo de
implantação estimado de R$ 120,00/m², onde 4.385 km são utilizados pelo sistema
público de transporte coletivo.
A frota da cidade conta com 6.814.637 veículos sendo que, desconsiderando
as motocicletas, 5.736.377 são destinados ao deslocamento de pessoas. Deste total
apenas 42.047 são ônibus (DETRAN-SP, abril de 2010) sendo 14.920 a quantidade
destinada ao transporte público (PMSP, 2010).
Com dimensões tão grandes, São Paulo sofre um problema comum a
cidades deste porte: altos índices de congestionamento de veículos em suas
principais vias (figura 2). Se dividirmos a malha viária hoje existente pelo número de
veículos na cidade podemos dizer que a cada 2,53 metros encontraremos um
veículo (desconsiderando seu tamanho).
17
Figura 2 - Trânsito na Marginal Pinheiros Fonte: Flavio Gomes
Para melhorar esta estatística, a Prefeitura e o Governo do Estado têm
investido no sistema viário e de transporte coletivo da cidade. Desde 1996 a
Prefeitura implantou o Rodízio de Veículos e recentemente proibiu a circulação de
caminhões e ônibus particulares em algumas áreas da cidade (CET,2010). Em 2003,
iniciou-se uma grande reformulação no sistema de transporte público na cidade que
reduziu significativamente o grande número de lotações clandestinas, que em sua
maioria foram recadastradas e organizadas em cooperativas. Paralelamente o
Governo do Estado construiu o Rodoanel, um anel viário que visa diminuir o fluxo de
veículos que utilizam as ruas e avenidas da capital apenas de passagem para suas
viagens, e investe na ampliação das linhas do Metrô e trens da cidade.
A malha metroferroviária da cidade tem 330 quilômetros de extensão. A
Companhia Paulista de Trens Metropolitanos (CPTM) e a Companhia do
Metropolitano de São Paulo (Metrô) transportam em média 3,5 milhões de pessoas
por dia, e algumas linhas que estão sendo construídas ou ampliadas vão adicionar
ainda mais passageiros ao sistema dentro dos próximos cinco anos (STM, 2010).
18
Segundo dados da administração atual, espera-se expandir o sistema de trens
urbanos de São Paulo dos atuais 330 quilômetros para mais de 500 quilômetros nos
próximos 10 anos.
3.1. Ampliação do Transporte Coletivo
São Paulo observa um crescimento populacional e econômico a cada dia,
porém seu território continua o mesmo. A cidade cresceu tanto que englobou outros
municípios a sua região, hoje conhecida como Região Metropolitana.
Figura 3 - Ônibus e metrô lotados
Simplesmente aumentar a frota de ônibus, a malha viária ou as linhas do
metrô, além de insuficiente, requer um grande investimento e seria necessário fazer
desapropriações para estas construções. A figura 3 apresenta a dificuldade de
locomoção dos habitantes da região metropolitana.
A cidade é cortada por duas grandes vias que têm papel fundamental no
trânsito: as Marginais Tietê e Pinheiros. Estas duas "artérias" são consideradas as
principais vias estruturais (ou vias expressas) do município, sendo que, a elas,
conectam-se diversas rodovias estaduais e federais e onde circulam cerca de 70%
dos veículos em São Paulo. Porém, assim como a cidade é cortada por estas
grande vias, também é cortada por estes importantes rios: Rio Pinheiros e Rio Tietê.
Por ter localização estratégica estes rios são opções para a melhoria do
deslocamento da população paulistana.
19
3.2. As Vias Navegáveis
3.2.1. Rio Pinheiros
O rio Pinheiros (figura 4) nasce no encontro do rio Guarapiranga com o Rio
Grande e percorre toda zona sul de São Paulo e deságua no Rio Tietê. Com cerca
de 25 km de extensão é margeado pela via expressa Marginal Pinheiros. O
“Pinheiros” tem a particularidade de suas águas fluírem nos dois sentidos, isso
devido a Usina Elevatória de Traição.
A partir da década de 1920, foram iniciadas as obras de retificação do rio
Pinheiros. O objetivo destas obras era acabar com as inundações, canalizar as
águas e direcioná-las para a Represa Billings, invertendo o sentido das águas, com
a usina elevatória de Traição. Com isso, foram criadas condições para a instalação
da Usina Hidrelétrica Henry Borden, em Cubatão, que recebia água do rio Tietê pelo
rio Pinheiros e pela Billings, aproveitando o grande desnível da Serra do Mar, de
mais de 700 metros, para gerar energia elétrica (SME, 2003). Atualmente, o Rio
Pinheiros recebe efluentes de 290 indústrias e dejetos de 400 mil famílias. Obras
governamentais continuam a prometer a despoluição do rio e a volta de alguns tipos
de peixes e plantas em suas águas.
Figura 4 - Rio Pinheiros
20
A profundidade do rio é de difícil mensuração. A profundidade mínima no
trecho ocorre temporária e esporadicamente quando é executada operação para
amortecimento de grandes volumes de água provenientes de ondas de cheia.
Segundo o EMAE a dragagem é feita no rio para manter a pronfundidade de 3
metros. Outro problema deste rio é o fato de sua profundidade variar cerca de 2
metros em apenas 15 minutos para poder conter as enchentes durante as chuvas.
Este fato faria com que a navegação fosse interrompida durante estes períodos.
3.2.2. Rio Tietê
O rio Tietê, palavra que em tupi significa "água boa", é um rio que teve
grande importância na história de São Paulo, pois permitiu a interiorização da
colonização, ampliando os limites da América portuguesa. É o maior do planalto,
com 1.136 quilômetros de extensão, com uma longa série de corredeiras e
cachoeiras, e recebe um grande número de afluentes. Corre no sentido leste-oeste
passando pelas principais cidades da Região Metropolitana como Barueri, Osasco e
São Paulo (SME, 2003). O rio nasce na cidade de Salesópolis, em São Paulo, na
cadeia montanhosa da Serra do Mar, a mil metros de altitude e a 22 quilômetros do
Oceano Atlântico. Contrariando o curso da maioria dos rios, ele corre para o interior
do estado.
Em 1995, através do Japan Bank for International Cooperation (JBIC),
conseguiu um financiamento com o Governo Japonês para a reforma da calha do
Tietê. Este Projeto, denominado “Calha do Tietê”, é administrado pelo Departamento
de Águas e Energia Elétrica (DAEE,2010) executando obras de aprofundamento,
desassoreamento e limpeza, no sentido de controlar suas inundações. As figuras 5 e
6 apresentam o projeto da calha e a obra finalizada.
21
Figura 5 - Nova calha do rio, Projeto Tietê Fonte: Departamento Hidroviário
Figura 6 - Nova calha do Rio Tietê Fonte: Departamento Hidroviário
3.2.3. Restrições da Via
O Rio Tietê sofreu recentemente alterações no seu leito como, por exemplo,
rebaixamento da calha, alteração do talude. Estas alterações melhoraram as
condições de navegação da via. O Rio Pinheiros ainda não sofre alterações, mas a
navegação é possível. Prova disso são as embarcações que realizam sua limpeza.
22
O trecho conta com duas eclusas: uma no Cebolão onde o Rio Pinheiros
deságua no Tietê e na Usina Elevatória de Traição. Para este projeto apenas será
considerada a Eclusa do Cebolão que conta com uma câmara de eclusagem de 100
metros de comprimento, 12 metros de largura e 10 metros de altura. As demais
restrições são pela presença de pontes, tubulações e pela profundidade dos rios,
conforme anexo A (DH,2004).
Assim, as principais restrições da via são em relação, alem das
características do rio, das obras de arte localizadas neste:
Profundidade do rio: 2m
Distancia entre pilares de pontes: 14m
Altura de pontes: 6m
23
4. O Itinerário
O itinerário do Projeto Bandeirante conta com duas linhas: Norte-Sul e
Centro-Leste (figura 9). Estas linha ligam as zonas onde se encontra um alto índice
demográfico habitacional(figura 7) com zonas com alta densidade de empregos
(figura 8).
Figura 7 - Densidade da População Fonte: METRÔ
Figura 8 - Densidade de Empregos Fonte: METRÔ
A linha Norte-Sul possui 25 km de extensão. Tem inicio em Barueri e termina
na Usina Elevatória de Traição. Seus pontos de parada (embarque/desembarque)
estão posicionados em pontos importantes deste trajeto como: Barueri, um centro
24
administrativo-financeiro de grandes empresas no Brasil; Osasco, município
industrial e comercial; Cebolão, união dos dois rios; Cidade Universitária, sede da
Universidade de São Paulo; e Vila Olímpia, um centro financeiro assim como a
Avenida Paulista.
A linha Centro-Leste inicia-se na junção dos rios (Cebolão) e termina na
Barragem da Penha. Suas paradas: Cebolão; Piqueri, grande bairro residencial;
Barra Funda; Tietê, juntamente com o terminal de ônibus e Metrô permitindo a
integração com estes modais; e Penha.
Figura 9 – Itinerários Fonte: METRÔ
25
5. Demanda do Transporte Coletivo na RMSP
Para conseguir determinar a demanda de passageiros para a hidrovia foi
utilizado uma pesquisa do Metrô, denominada “Pesquisa Origem Destino” datada de
2007. Esta pesquisa é realizada desde 1967 na RMSP, a cada dez anos, com o
objetivo de levantar informações atualizadas sobre as viagens realizadas pela
população na Grande São Paulo em um dia útil típico. Constitui-se no principal
instrumento de coleta de dados sobre viagens servindo de base para estudos de
planejamento de transportes.
A pesquisa dividiu a RMSP em 450 micro-regiões. A partir desta divisão
foram elaboradas matrizes Origem X Destino onde mostravam Modos de Viagem
(coletivo, individual, motorizado, a pé, etc), motivos (trabalho, estudo, outros) e
quantidades em horário normal e de pico, conforme anexo B.
Aos pontos de parada das linhas, foram determinadas áreas de influência
cruzando com os dados das microrregiões da pesquisa do Metrô. Assim, foi possível
desenvolver uma nova matriz Origem X Destino de acordo com as regiões dos
pontos de parada, conforme tabela 1.
Tabela 1 - Viagens Totais Diárias
26
Também foi possível a elaboração das mesmas matrizes nos horários de
pico e normal. Estas matrizes são um fator importante para determinarmos a
quantidade necessária de embarcações.
Destes totais trabalhou-se com a idéia que 30% da demanda seria atendida
por estas embarcações. Não foi elaborado um cálculo que justifique esta
porcentagem. Porém é utilizada pensando que, devido a falta de opção do usuário,
este faria esta escolha.
27
6. Embarcação
Para iniciar o projeto da embarcação, foram levantadas as restrições da via
e determinado alguns requisitos do armador, obedecendo a NORMAM 02: Normas
da Autoridade Marítima para Embarcações Empregadas na Navegação Interior, de
1998, a qual estabelece requisitos que uma embarcação deve atender. Os dados em
sua maioria foram calculados utilizando séries sistemáticas, publicações e
programas de projeto de embarcações. Foram utilizados os dados mais relevantes
para a determinação dos custos da embarcação, assim, algumas análises não serão
consideradas.
A resistência ao avanço e o sistema propulsivo foram calculados através de
séries sistemáticas. A recomendação para determinar estes dados é a realização de
ensaios com modelos reduzidos em tanque de provas, porém, devido a dificuldades
de realizá-los, usam-se séries e modelos matemáticos já conhecidos.
6.1. Desenho do Casco
O casco (figura 10) foi desenhado para, ao mesmo tempo, atender os
requisitos necessário de operação e aproximar suas características para utilização
de uma série sistemática. Neste trabalho foram usadas as séries desenvolvidas por
MARWOOD e BAILEY (1969) para determinação da resistência hidrodinâmica.
Tabela 2 - Características da Embarcação
CARACTERISTICAS DA EMBARCAÇÃO
COMPRIMENTO (m) 15,22 COEF PRISMÁTICO 0,7873
BOCA(m) 4,52 COEF BLOCO 0,56
CALADO (m) 0,9 ÁREA MOLHADA (m²) 48,67
Lpp (m) 13,643 DESLOCAMENTO (m³) 30
L/B 3,37 VELOCIDADE (nós) 20
28
Para o desenho e determinação de dimensões foram utilizados os
programas FREESHIP e ARQNAV. A Tabela 2 mostra as características da
embarcação.
´
Figura 10 - Desenho do Casco
Esta terá espaço disponível para 54 pessoas sentadas e 78 em pé. Os
requisitos de tamanho de bancos e corredores obedecem a NORMAM 02 que
estabelece que 1 pessoa sentada ocupa 0,45m² e corredores de 0,80m. Há duas
portas de 1,8m a meia nau não necessitando de mais portas pois o corredor tem
menos de 7m de comprimentos.
6.2. Resistência ao Avanço e Potência Efetiva
A série sistemática desenvolvida por MARWOOD e BAILEY (1969), mais
conhecida como série NPL, é utilizada para a determinação da Potência Efetiva para
embarcações de deslocamento, planeio, semi-planeio. O anexo B apresenta um
gráfico extraído dessa série sistemática. Para ser utilizada esta série, a
embarcação tem que apresentar características específicas. A tabela 3 mostra os
índices exigidos e os apresentados pelo casco desenvolvido.
29
Tabela 3 - Índices exigidos e obtidos
SÉRIE NPL
PARÂMETRO EXIGENCIA OBTIDOS
Comprimento de 15 a 300 pés 50 pés
Velocidade entre 4 e 70 nós 20 nós
C/B entre 3,33 e 6,25 3,35
Deslocamento entre 0,2 e 9000 ton 33,08 ton
6.3. Hélice
Para a determinação do hélice, foram utilizados programas de computador
baseados nos recursos apresentados no PNA (Principles of naval architecture, de
1988), conforme recomendado por GARCIA (2001). Foram utilizados os programas
HELICE e HIDRO2.
Devido a alta potência necessária ao motor houve a dificuldade de
dimensionar um hélice eficiente. O espaço disponível para o hélice se mostrou
insuficiente pois este tinha um alto índice de cavitação. A solução foi inclinar o eixo
em 15° para obter um maior diâmetro de hélice A tabela 4 apresenta as
características do hélice.
Tabela 4 - Características do Hélice
Características do Hélice
Diâmetro (m) 0,75 Coeficiente de Esteira 0,09
P/D 0,85 Rotação (rpm) 1288
Ae/Ao 1 Eficiência do hélice 0,554
6.4. Motorização
A escolha do motor e hélice foi um desafio que dificultou a viabilidade do
projeto por ter uma velocidade considerável e um pequeno calado. A embarcação
30
terá uma velocidade de 20 nós. Com os dados do hélice e do casco foi calculado o
coeficiente propulsivo(tabela 5).
Tabela 5 - Coeficiente Propulsivo e Eficiências
Coeficiênte Propulsivo 0,5405
Eficiências
ecasco 1,019539 erotativa 1
emecânica 0,95 ηhélice 0,558
Assim, dividindo a Potência Efetiva pelo Coeficiente Propulsivo temos a
potência instalada chegando ao valor de 1000 HP, o que aumentou
consideravelmente o custo, haja vista que o consumo do motor é o principal
componente do custo operacional. Para chegar a esta potência, neste trabalho,
foram escolhidos dois motores tipo “SCANIA DI 12” de 600 HP cada um. Neste
motor para uma potência de 500HP o seu consumo específico é de 147g/HPh,
conforme figura 11.
Figura 11 - Consumo específico do Motor Fonte: Scania
A dificuldade na determinação do hélice foi a cavitação. Por ter um pequeno
calado, o espaço destinado ao hélice na embarcação tem 0,92m de altura. Assim,
este apresenta um diâmetro de 0,75m e cavitação em 2% da área das pás.
6.5. Critérios de Estabilidade
31
Para determinar se a capacidade de passageiros, além do espaço
disponível, verificou-se se a embarcação atenderia critérios de estabilidade
determinados pela NORMAM 02, que determina o estudo em diversas situações.
Como estas não demonstravam as situações mais críticas, foram estudadas outras
que se mostraram mais criticas.
Segundo a NORMAM 02 no seu 6° capítulo, as embarcações que operam
em área 1 deverão atender os seguintes critérios:
a) O ângulo de equilíbrio estático da embarcação quando submetida à
ação do acúmulo de passageiros em um bordo deve ser menor ou
igual ao ângulo de imersão do convés na condição de carregamento
considerada ou 15°, o que for menor;
b) A área compreendida entre a curva de estabilidade estática (CEE) e as
curvas dos braços de emborcamento, até o ângulo de alagamento
ou 40°, o que for menor, deverá ser maior ou igual a área sob a
curva de barco de emborcamento antes da intersecção com a CEE
(figura 12);
c) Altura metacêntrica maior ou igual a 0,35m; e
d) Braço de endireitamento máxímo maior ou igual a 0,10m.
Figura 12 - Critérios de estabilidade para Área 1 Fonte: NORMAM 02
As situações que a NORMAM determina que sejam realizadas, não são as
mais críticas. Para prover ainda mais segurança ao projeto foi superestimado os
braços de emborcamento analisando as seguintes situações:
Situação 1: Embarcação com todos os passageiros aglomerados em
um dos bordos e com 100% dos gêneros (combustível, água); e
32
Situação 2: Embarcação com todos os passageiros aglomerados em
um dos bordos e com 10% dos gêneros (combustível, água).
Figura 13 - Estabilidade - Situação 1
Figura 14 - Estabilidade - Situação 2
As figuras 13 e 14 apresentam os gráfico de estabilidade. Assim, foram atendidos os critérios para a capacidade determinada de 132 passageiros.
33
7. Custos do Transporte
Todos os custos da embarcação foram calculados segundo GARCIA (2001),
que se baseou em dados históricos levantados junto a estaleiros e empresas de
transporte hidroviário que operam na hidrovia Tietê-Paraná. GARCIA divide os
custos em: Custo de Capital, Custo de Seguro, Custo de Tripulação, Custo de
Alimentação, Custo de Manutenção e Reparo, Custo de Administração e Custo de
Combustíveis, lubrificantes e miscelâneas. Com o levantamento dos dados, elaborou
formulações para o cálculo de cada um destes custos.
O Custo de Capital representa a recuperação do capital investido para
aquisição da embarcação. Neste projeto este cálculo foi feito com uma taxa de juros
de 12% ao ano em um prazo de 20 anos.
O Seguro somente considera a embarcação. Na navegação fluvial este
seguro varia em torno de 1,8 a 2,5% do valor do veículo por ano. Consideramos a
taxa de 2% conforme recomenda GARCIA.
A tripulação estimada é de três pessoas, um piloto e dois marinheiros. Na
hidrovia Tietê-Paraná o salário médio praticado é de R$ 1.010,00 por tripulante e
custo com alimentação é de R$ 5,00 por tripulante/dia.
A manutenção consiste em um gasto constante durante um ano para reduzir
o tempo gasto com reparo. Assim os custos com reparo somam a ordem de 4% do
valor da embarcação por ano.
O custo com administração é calculado tomando por base empresas que já
atuam nesta área. Estas tem um gasto que varia de 7 a 10% do faturamento anual.
Na formulação o custo é uma porcentagem do somatório dos custos com tripulação,
alimentação, manutenção e reparo.
O combustível gasto varia de acordo com o tempo de operação e o consumo
específico do motor. Nesta embarcação o consumo do motor é de 147g/HPh
operando 18,5 horas por dia. O custo com óleo lubrificante e filtros de óleo somam
em média 5% do valor gasto com combustível. Custos com miscelâneas são
aqueles gastos para compra de outros filtro (ar, água, combustível,etc), aditivos para
água de arrefecimento e outros que somam R$ 60,00/dia a cada 1000CV de
potência do motor. Adotou-se o preço do óleo diesel como R$ 1,65, conforme o site
34
da Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Bio-combustível (ANP,2010), onde
é divulgado o preço de compra e venda de combustível por cidades e postos de
combustível.
Por tratar-se de um projeto de benefício coletivo, não se considerou o gasto
com implementação de terminais e manutenção da via por entender-se que este
custo poderia ser repassado ao governo. Porém, para informação, em um projeto
semelhante apresentado pelo Governo do Estado de Santa Catarina para a cidade
de Florianópolis, o custo estimado para um terminal coberto de 32 metros de
comprimento e 25 metros de largura seria de R$ 1.303.100,00. A tabela 6 resume os
gastos de uma embarcação e o apêndice C.
Com um tempo de operação estimado em 18,5 horas por dia, o custo por
viagem foi estimado em R$ 269,32. O número de passageiros que embarcam e
desembarcam não é constante, pois nem todos passageiros percorreriam todo o
trajeto e outros utilizariam o transporte em pequenos trechos. Para ser viável,
determinou-se que o número médio de passageiros por viagem seja superior a 70%
da capacidade total da embarcação. Assim, o custo seria de R$ 2,24 por passageiro.
A frota necessária para atender a demanda estimada é de dezessete
embarcações: nove na Linha Norte-Sul e oito na Centro-Leste (apêndice B). O
investimento necessário para iniciar a operação, considerando somente o custo de
construção da embarcação, seria de R$ 9.476.714,41.
Tabela 6 - Custo anual da Embarcação
Custos Anuais
Custo do Capital R$ 74.631,23 Custo com Alimentação R$ 6.570,00
Custo do Seguro R$ 11.149,08 Custo com Combustível R$ 2.023.188,02
Custo de Manut/Reparo R$ 22.298,15 Custo com Administração R$ 36.828,45
Custo da Tripulação R$ 76.356,00
35
8. Conclusões
Segundo levantamento do Sindicato das Empresas de Transporte Coletivo
Urbano de São Paulo, durante os congestionamentos da manhã e da tarde, os
ônibus atingem, em média, a velocidade de 12 km/h. As embarcações, por não
dividirem a via com outro transporte, conseguirão uma velocidade média de 20 nós,
ou 37 km/h, assim será possível sair da Vila Olímpia e ir até o Terminal Rodoviário
do Tiete em uma hora. O mesmo trajeto, em pesquisa no itinerário no site da
SPTRANS, sem trânsito, levaria também uma hora e o custo seria de R$ 4,07 pois
seria necessário pegar um ônibus e duas linhas de metrô.
O valor médio da tarifa do transporte público na capital é de R$ 2,70. Se
considerar o valor do transporte metropolitano, aquele realizado entre os municípios
da Grande São Paulo, este valor pode ser maior que R$ 4,00. A demanda média
estimada é de 262.610 passageiros por dia. Em valores, aplicando a tarifa atual da
capital, o operador do sistema teria um lucro médio superior a R$ 2,6 milhões por
mês.
Assim, o Projeto Bandeirante, para a demanda e custo operacional
apresentados, mostrou ser viável economicamente.
36
9. Referências
AGÊNCIA NACIONAL DE PETRÓLEO, GÁS NATURAL E BIOCOMBUSTÍVEL – ANP. Relatório Mensal de Acompanhamento de Mercado. Disponível em: http://www.anp.gov.br/?dw=35289. Acesso em: 30 de out. 2010.
COMPANHIA DE ENGENHARIA DE TRÁFEGO – CET – Informações sobre rodízio. Disponível em: http://www.cetsp.com.br/. Acesso em 15 de mai. 2010
COMPANHIA DO METROPOLITANO DE SÃO PAULO – METRO. Pesquisa Origem Destino 2007. São Paulo: METRO; 2007. Disponível em:http://www.metro.sp.gov.br/empresa/pesquisas/od_2007/teod.shtml . Acesso em 15 de jan.2010.
DEPARTAMENTO DE ÁGUAS E ENERGIA ELÉTRICA – DAEE. Programa Calha do Tietê. Disponível em: www.daee.sp.gov.br. Acesso em: 18 de mar.2010.
DEPARTAMENTO HIDROVIÁRIO DO ESTADO DE SÃO PAULO – DH. Estudo Preliminar de Viabilidade da Hidrovia Metropolitana. São Paulo: DH; 2004.
DEPARTAMENTO DE TRÂNSITO – DETRAN-SP – Frota veicular de São Paulo. Disponível em http://www.detran.sp.gov.br/frota/frota.asp. Acesso em: 20 de abr. 2010
EMPRESA METROPOLITANA DE ÁGUA E ENERGIA S.A. – EMAE – Usina Henry Borden. Disponível em http://www.emae.com.br/. Acesso em 20 de abr.2010
GARCIA, H. A. Análise de Procedimentos de Projeto e Desenvolvimento de Método para Determinação de Custos de Construção e Operação de Embarcações Fluviais da Hidrovia Tietê-Paraná. Tese Apresentada ao Departamento de Eng. Naval da EPUSP para obtenção do Título de Doutor. São Paulo: DEN/EPUSP, 2001.
INSTITUTO DE PESQUISAS TECNOLÓGICAS – IPT. Projeto de embarcações para o transporte de passageiros e cargas: metodologia e critérios - manual do usuário. São Paulo: IPT; 1989.
MARINHA DO BRASIL – MB. NOMAM 02: Normas da Autoridade Marítima para Embarcações Empregadas na Navegação Interior. Rio de Janeiro: MB; 1998
MARWOOD, William J. e BAILEY, David. Design data for high speed displacement hull of round bilge form.Teddington – Middlesex (Escócia): National Physical Laboratory – NPL, Ship Report Nº 99, fev-1969.
PREFEITURA MUNICIPAL DE SÃO PAULO - PMSP. São Paulo em Movimento. Disponível em: http://www9.prefeitura.sp.gov.br/spMovimento/. Acesso em: 18 de mar.2010
SECRETARIA MUNICIPAL DA EDUCAÇÃO – SME – Projeto São Paulo 450 anos. Disponível em: http://www.aprenda450anos.com.br/. Acesso em 10 de mai.2010
SECRETARIA DE TRANSPORTES METROPOLITANOS – STM – Quem somos. Disponível em: http://www.stm.sp.gov.br/index.php?option=com_content&view=article&id=2320&Itemid=318. Acesso em: 20 de abr. 2010
37
SOCIETY OF NAVAL ARCHITECTS AND MARINE ENGINEERS – SNAME (1988). Principles of naval architecture-PNA (Edward V. Lewis – Editor). Jersey City (N.J.).
VOGUÉO. Site oficial. Disponível em: http://www.vogueo.fr/vogueo/index.jsp. Acesso em: 18 de abr.2010
38
Apêndice A Detalhes das Embarcações
39
Esboço do Arranjo Geral
40
COMPRIMENTO (m) 14,57 Watt HP N KGF
Lpp (m) 13,64 POTÊNCIA EFETIVA 419.252 562 RESISTÊNCIA 40.752 4.154
BOCA (m) 4,53 BHP TOTAL 756.377 1013,91
DESLOCAMENTO (t) 30
COEF BLOCO 0,56
COEF PRISMA 0,79
ÁREA MOLHADA (m²) 48,67
L/B 3,22 POTÊNCIA TOTAL (HP) 1200 DIÂMETRO (m) 0,75
VELOCIDADE (nós) 20 POTÊNCIA DE CADA MOTOR (HP) 600 P/D 0,85
CALADO (m) 0,90 CONSUMO (g/HPh) 149 QUANTIDADE 2
TRIP+PASSAGEIROS 135 ROTAÇÕES (rpm) 1288
HÉLICEMOTORES
Caracteristicas Gerais Caracteristicas Hidrodinâmicas
Caracteristicas Propulsivas
41
Apêndice B Movimentações diárias e determinação de
embarcações
42
horas de operação 14,5
Média s/ Pico Média/hora Viagens/
embarcação
Embarcações
Necessárias
Intervalo
(min)
Demanda
Atendida (%)
Ida 73.254
Volta 67.630
Ida 39.400
Volta 96.929
horas de operação 2
Média Média/hora Viagens/
embarcação
Embarcações
Necessárias
Intervalo
(min)
Demanda
Atendida (%)
Ida 21.631
Volta 4.571
Ida 5.828
Volta 11.147
Linha Norte Sul 25 Comprimento (m) 15,22
Linha Centro-Leste 23 Boca casco(m) 4,52
Altura de Pontes 6 Calado (m) 0,90
Vão 20 CB 0,54
Calado 2 Deslocamento (t) 50
Velocidade de Operação (nós) 20 Peso por passageiro 75
Número de Paradas por linha 5 Passageiros/m2 4
Tempo por Parada (min) 3 Passageiros 132
Tempo Máx de viagem Linha 1(hora) 0,92
Tempo Máx de viagem Linha 2(hora) 0,87
2,16
2,30Linha Centro-Leste
Total Horário de Pico 6h30 as 8h30 - 17h30 as 19h30
Dados das
Embarcações
13.101
8.488
Total Diário 5h30 às 0h
44.240
51.188
3.051
3.530
Linha Norte Sul
Linha Centro-Leste
Média de movimentação por Estação
13,1
Restrições da Via (m)
6.551
4.244
9
8
Comprimento Total (km)
Média de movimentação por Estação
Linha Norte Sul 12,3
0,33
0,30
0,20
0,29
15,68
16,65
15,9
14,9
7
7
43
Apêndice C Custos
44
Custo por Viagem Redonda
CTV 296,32R$
PV 557.453,79R$ CS 11.149,08R$ CMR 22.298,15R$
CC 74.631,23R$ CA 6.570,00R$ CAD 36.828,45R$
CTR 76.356,00R$ COL 5.542,98R$ OUTROS 60
CCL 5.602,98R$ CVP 650,9511814 FTOP 1,2973
TN 0,0375
CUSTO MANUT E REPARO/ANO
CUSTO ADMINISTRÇÃO/ANO
FATOR DE TEMPO DE OPERAÇAOCUSTO EM VIAGEM E PARADO/DIA
CUSTO POR VIAGEM REDONDA
TEMPO DE VIAGEM EM DIAS
CUSTO TRIPULAÇÃO/ANO CUSTO COMB LUB/DIA CUSTO MISCELÂNEA
CUSTO USO DO MOTOR
PREÇO DO VEÍCULO CUSTO DO SEGURO/ANO
CUSTO DO CAPITAL/ANO CUSTO ALIMENTAÇÃO/ANO
45
Custo do Veículo e Custo do Capital e Combustível
PREÇO DO VEÍCULO
PV 557.453,79R$ CC
TAXA DE JUROSCOMPRIMENTO 14,574 COMPRIMENTO 11,85 i 12% FRC 0,1339Lpp 13,643 BOCA 4,4BOCA 4,531 ALTURA 2,1 TEMPOPONTAL 1,2 n 20 FFC 0,0139
POTENCIA MCP 1000
MCA 0 VR 0
PESOAÇO CASCO 8,0510
CASARIA 5,9565
CCL 5.602,98R$
CUSTO COMBUSTÍVEL + LUBRIFICANTES CUSTO MISCELÂNEA
COL 5.542,98R$ OUTROS 60,00R$ ρDIESEL 850
CONSUMO TOTAL DE COMBUSTÍVEL PREÇO DO OLEO COMB CONSUMO ESPECÍFICO
COC 5.279,03R$ PC 1,650R$ CEC 147
TEMPO DIÁRIO OPERAÇÃO
COD 172,9411765 MFHP 1000 TOP 18,5
POTENCIA DAS MAQUINAS
CUSTO COMB+LUB+MISC
CONSUMO OLEO COMBUSTÍVEL
FATOR DE REMUNERAÇÃO DE CAPITAL
CUSTO DO CAPITAL
74.631,23R$
CASCO CASARIA
VALOR RESIDUAL DO VEÍCULO
FATOR DE FORMAÇÃO DE CAPITAL
46
Custo com Tripulação e alimentação
CTR 76.356,00R$ CA 6.570,00R$
KHE 1 FES 2,1
NTR 3 DA 6
QUANT SALÁRIOS SM 1.010,00R$
1 1.450,00
1 950,00 MESES DIAS
1 630,00 12 365MARINHEIRO DE CONVÉS
HIDROVIA TIETÊ-PARANÁ (MÉDIA)
EMB < 200 PASSAGEIROS
FATOR DE ENCARGOS SOCIAISCONSTANTE DE HORAS EXTRAS
CUSTO TRIPULAÇÃO CUSTO ALIMENTAÇÃO
ANO
NÚMERO DE TRIPULANTES DIÁRIA ALIMENTICIA
SALÁRIO MÉDIO TRIPULAÇÃO
CAPITÃO FLUVIAL
SUPERVISOR MAQUINISTA
47
Anexo A Pontes, Vãos e Tirantes
48
Relação das pontes, vãos e tirantes de ar dos trajetos
Fonte: Departamento Hidroviário
Pontes N.° de vãos Vão livre Tirante de ar
Rio Pinheiros
Fepasa 1 (ferroviária) 2 30 7,5
Jaguaré 1 37 8
Cidade Universitária 1 48 11
Adutora SABESP 1 1 35 8
Bernando Goldfarb 1 48 12
Eusébio Matoso 1 45 10
Cidade Jardim 1 41 11
Ary Torres 1 40 12
Rio Tietê
Guilherme de Almeida 3 50 24
IBC ( ferroviária) 3 40 10
Quitaúna 1 70 10
Pres. Tancredo Neves 1 70 17
Compl. Viário Maria Campos 1 40 10
José Gerin Neto 1 70 12
Cebolão - ramo 1 2 63 8
Cebolão - ramo 2 2 58 12
Remédios 1 93 8
Fepasa (ferroviária) 2 42 11
Domingos de Moraes 1 76 12
Bandeirantes 1 1 70 11
Bandeirantes 2 1 72 18
Ferroban (ferroviária) 2 29 9
Piqueri 4 15 10
Freguesia do Ó 1 71 10
Limão 4 14 10
Casa Verde 1 70 11
Adutora SABESP 1 1 70 11
Bandeiras 1 60 10
Cruzeiro do Sul 2 28 9
Vila Guilherme 2 28 10
Adutora SABESP 2 1 70 7
Vila Maria 1 61 9
Dutra 1 2 26 9
Dutra 2 1 60 9
Tatuapé 1 68 12
Aricanduva 1 68 11
Milton Tavares 1 70 13
Adutora SABESP 3 1 70 7
49
Anexo B Gráfico
Potência Efetiva x Deslocamento
50
Gráfico utilizado para determinação da potência efetiva da embarcação
Fonte: MARWOOD e BAILEY, National Physical Laboratory – NPL, Ship Report Nº 99, fev-1969.
