terça-feira, 30 de dezembro de 2014

Como os engarrafamentos surgem do "nada"?

Tráfego lento? Entenda o que só a ciência pode explicar!


Final de ano, festas, feriados, estradas lotadas e muita gente que vai viajar já sabe muito bem o que vai enfrentar: muito trânsito nas rodovias. Isso é bastante comum. Afinal, o volume de carros nas estradas é imensamente maior nesse período. Em se tratando das cidades, os períodos de pico no resto do ano se mantêm no início da manhã e no final da tarde.

Em algumas metrópoles, porém, o trânsito pode acontecer quase que durante o dia todo, dependendo da região. No entanto, muitas vezes, não há nenhum motivo para que o tráfego fique parado tanto na estrada quanto na cidade; não há um semáforo demorado, nem um acidente ou obras na pista. Mesmo assim, tudo para “do nada”, formando um congestionamento apelidado de “fantasma”.

Minutos depois, o trânsito passar a fluir novamente e todos passam a se deslocar na velocidade normal. Mas por que isso acontece? De acordo com um artigo de Joseph Stromberg, do Vox, alguns grupos diferentes de pesquisadores vêm utilizando cálculos matemáticos e experiências do mundo real para tentar responder a esta pergunta, chegando a algumas conclusões.

Um exemplo pode ser observado comumente: quando há carros suficientes em uma rodovia, qualquer mínima interrupção do fluxo pode causar uma reação em cadeia. Assim, se um veículo freia ligeiramente e o de trás também freia para evitar bater, essa simples reduzida vai eventualmente aumentando até produzir uma onda de tráfego parado ou com lentidão.

Ondas

"Essas ondas de trânsito resultam de pequenas perturbações em um fluxo de tráfego uniforme, como uma colisão na estrada ou uma frenagem do motorista depois de um momento de desatenção", diz Benjamin Seibold, um matemático da Universidade Temple, ao site Vox.

Você pode estar pensando: “ok, mas quando os carros vão deixando essa pista principal, essa onda de tráfego desaparece”. Bem, infelizmente não. Segundo as análises dos pesquisadores, mesmo quando os carros deixam essa onda de tráfego, ela não desaparece: ela se estende gradualmente para trás, contra a direção do tráfego.

"Tipicamente, essas ondas têm de 100 metros a um quilômetro de comprimento, sendo que geralmente começam com veículos rodando em um aumento súbito da densidade no início e uma posterior queda na velocidade. Então, depois disso, eles lentamente aceleram novamente", disse o pesquisador Benjamin Seibold.

O especialista e mais alguns colegas de pesquisa desenvolveram o conceito dessas ondas — que eles chamam de jamitons, porque eles são análogas às ondas em Física chamadas sólitons — usando algoritmos de computador que simulam o comportamento de condução. Veja abaixo:


Alguns pesquisadores japoneses também realizaram pesquisas que chegaram à mesma conclusão. Em um dos experimentos, eles instruíram 22 motoristas a dirigir com a mesma velocidade e preservar a mesma quantidade de espaço entre os carros, em uma pequena estrada circular. Inevitavelmente, as ondas de tráfego se formaram. Curioso isso, não?




Há como evitar?

Provavelmente as pessoas se veem propensas a culpar as outras, considerando que a culpa de trânsito engarrafado é de quem dirige mal. Porém, não é questão disso.

Os modelos estudados mostram que os congestionamentos que se formam de repente são mais fáceis de acontecer quando as pessoas dirigem o mais rápido possível e precisam frear rapidamente para não bater no carro da frente, o que provoca a reação em cadeia que falamos acima.

Mas como fazer para evitar essa reação? O pesquisador Benjamin Seibold dá uma dica: "se as pessoas observarem com antecipação as densidades de tráfego mais elevadas à frente e deixarem os pés fora do acelerador antes, deixando também mais espaço na frente deles — em vez de esperar até que precisem realmente frear — isso pode impedir que os congestionamentos apareçam”.
Parece fácil, mas na prática não é tanto e os pesquisadores também estão cientes disso. “Os modelos mostram que, mesmo quando todos os motoristas dirigem pelas mesmas regras exatas, e ninguém faz nada de errado, essas ondas ainda podem surgir", disse Benjamin.

Porém, existem algumas condições que os engenheiros podem apostar para reduzir esses engarrafamentos. Por exemplo, sabe-se que quanto mais reta e mais suave for a estrada, menor a probabilidade de congestionamentos se formarem, pois isso também significa que os condutores não precisarão fazer frenagens tão súbitas.

Outra idéia são os limites de velocidade variáveis, em que os eles podem ser diminuídos nas áreas de maiores probabilidades de engarrafamentos “fantasmas”, fazendo com que os carros reduzam gradualmente, ao invés de uma só vez. Em alguns casos, esta ação poderia quebrar as ondas de tráfego lento ou parado.