Análise energético-ambiental de rotundas

• Author(s): Vasco, Mário André Amaro
• Date: 2013
• Persistent ID: http://hdl.handle.net/10773/12009
• Origin: RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro
• Subject(s): Tráfego rodoviário; Gestão de tráfego; Segurança rodoviária
• Document Type: Master thesis
• Language: Portuguese

Description

A implementação de mecanismos de acalmia de tráfego tem sido importante para combater os índices de sinistralidade, onde uma das causas principais é o excesso de velocidade. Uma das soluções passa pela implementação de obstáculos físicos de modo a obrigar o condutor a reduzir a velocidade, exemplo disso é o recurso a rotundas. Com as rotundas garante-se uma melhoria ao nível de segurança rodoviária, contudo os estudos existentes para avaliar o impacto energético e ambiental de rotundas cingem-se a soluções convencionais de uma via e de várias vias de circulação. A presente dissertação propõe-se fazer uma análise em termos de capacidade e de emissões de uma rotunda com uma via de circulação localizada na cidade de Coimbra, que apresentava congestionamento num dos seus ramos de acesso, com posterior avaliação de duas alternativas para o mesmo local. A primeira, sugere-se a transformação da atual rotunda de uma via para uma rotunda tradicional de duas vias e, na segunda alternativa, propõe-se a implementação de uma turbo-rotunda. Para atingir os objetivos propostos, recorreu-se ao simulador de tráfego VISSIM para modelar o cenário de referência, que foi calibrado com dados recolhidos experimentalmente e posteriormente validado utilizando como parâmetros de avaliação os volumes de tráfego, os tempos de viagem e a velocidade média. Finalmente, quantificaram-se as emissões de poluentes, que foram estimadas utilizando a metodologia baseada no conceito de potência específica do veículo (VSP). Com o cenário devidamente validado procedeu-se à análise comparativa dos três cenários, utilizando os tempos de viagem, a velocidade média, modos VSP e emissões dos poluentes CO2, CO, NOx e HC. Os resultados obtidos indicam que as duas soluções propostas apresentam melhorias a todos os níveis. Os tempos de viagem diminuíram em cerca de 14 % para ambos os cenários alternativos, consequência de um aumento de velocidade em cerca de 13%. No que diz respeito às emissões, a rotunda de duas vias apresentou-se como a melhor solução ambiental em termos de CO2 e NOx, apresentando uma diminuição de 27% e 19%, respetivamente, face à rotunda de uma via. Por sua vez, a turbo-rotunda teve o melhor desempenho ambiental ao nível dos poluentes locais CO e HC, com 16% e 30%, respetivamente. Conclui-se assim que se justifica a substituição da rotunda de uma via por uma rotunda de duas vias. A turbo-rotunda não se afigura a melhor alternativa, uma vez que ocorrem elevadas percentagens de viragem à esquerda a partir do ramo mais congestionado. Assim sendo, a opção por esta alternativa faria mais sentido se houvesse mais veículos a realizarem viragens na primeira saída.

The implementation of traffic calming mechanisms has been important to avoid road accidents, where one of the main causes is excessive speed. One solution is to implement physical obstacles (such as roundabouts) in order to compel the driver to reduce vehicle speed. Roundabouts can lead to an improvement in road safety, but existing studies to assess the impact on energy and emissions is confined to single and two-lane roundabouts. This dissertation proposes to make an analysis in terms of capacity and emissions caused by a single lane roundabout in the city of Coimbra, with traffic congestion in one of its branches. Subsequently, the results were compared with two alternatives for the same place: a two-lane roundabout and a turboroundabout. To achieve the proposed objectives, traffic simulator VISSIM was used to model the reference scenario, which was calibrated with experimentally collected data. The evaluation parameters (such as traffic volumes, travel times, average speed) were subsequently validated. Finally, emissions were estimated using the methodology “Vehicle Specific Power” (VSP). After the validation of the reference scenario there was a comparative analysis of the three scenarios, using travel times, average speed, modes VSP and emissions of pollutants CO2, CO, NOx and HC. The results indicate that the two solutions lead to improvements at all levels. Travel times decreased about 14% since there was an existing speed increase of 13%. Two-way roundabout is the best solution in terms of CO2 and NOx emissions, showing a decrease of 27% and 19%, respectively, compared to the single lane roundabout. Turbo-roundabout had the best performance in terms of CO and HC, with a reduction of 16% and 30%, respectively. The main conclusion is that the replacement of this single lane roundabout by a two-lane roundabout can be justified, due to its advantages. The turboroundabout leads to a worse traffic performance in this study due to the fact that high percentages of left turn from the more congested branch occurred. Thus, the choice of this alternative would be preferred if there were more vehicles choosing the first exit.