Congestionamentos são inevitáveis, segundo os físicos

Segundo físicos da Universidade de Nagoya, no Japão, congestionamentos podem aparecer somente porque os motoristas dirigem seus carros com velocidades diferentes. Acreditava-se que congestionamentos apareciam em gargalos (acidentes, subidas, túneis, etc.). Usando simulações computacionais, os pesquisadores encontraram que existe uma densidade crítica de carros, a partir da qual congestionamentos de trânsito acontecem, mesmo sem causas aparentes. Depois da simulação, mediram o fluxo em uma rodovia japonesa, durante um mês inteiro. Vejam o diagrama fundamental que é o fluxo de carros contra a densidade de carros:

Observem que a partir de um certo valor da densidade, o fluxo (número de carros por segundo) não aumenta mas diminui, pois a velocidade média agora é mais baixa. Alguns poucos motoristas, mais lentos ou que cruzam pistas irresponsavelmente levando o carro ultrapassado a diminuir a velocidade, são capazes que criar congestionamentos quilométricos.

Finalmente, os mesmos reproduziram uma simples experiência: 22 motoristas deveriam dirigir a 30 km/h em uma circunferência de 230m de perímetro. Observem a formação espontânea do congestionamento, no vídeo abaixo:

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O artigo saiu publicado no número deste mês do New Journal of Physics.

Update: Referência completa Traffic jams without bottlenecks—experimental evidence for the physical mechanism of the formation of a jam, Yuki Sugiyama et al. , New J. Phys. 10 (2008) 033001 doi:10.1088/1367-2630/10/3/033001

Discussão

Dalton ScavassaDalton Scavassa, 01/Apr/2008 08:30

Interessante. Bem pensado, e faz muito sentido. Ai que raiva das lesmas que se intitulam motoristas…

PmarcPmarc, 04/Apr/2008 19:16

Thadeu, faltou o link para o artigo original =]

[]s, Pmarc.

Thadeu PennaThadeu Penna, 04/Apr/2008 19:22

Fixed :)

Sérgio F. LimaSérgio F. Lima, 08/Apr/2008 18:15

Se uma questão parecida com esta cair no vestibular da UFF poderei dizer que vi primeiro aqui :-)

O legal é que o seu texto tornou a notícia acessível a um aluno de ensino médio… opa isto me dá uma idéia :-)

Douglas MedeirosDouglas Medeiros, 14/Apr/2008 02:23

Interessantíssimo. É algo com que sempre concordei.

Só discordo que o gráfico a ser traçado deva ser o de fluxo versos concentração, pois se houverem menos carros, naturalmente haverá um fluxo menor. Penso que deveria ser visualizado o de velocidade média versus concentração de carros, já que o que se quer provar e que congestionamentos (ou seja, “ondas de lentidão” que fluem pelas fileiras de carros) podem ser causados também pelo excesso de veículos.


Isso só me leva a crer que que no futuro teremos veículos controlados automaticamente por computadores da companhia de engenharia de tráfego, determinando uma velocidade padrão, que certamente seria muito maior que a média no sistem atual.

Thadeu PennaThadeu Penna, 14/Apr/2008 08:28

Oi Douglas

com menos carros, o fluxo não é necessariamente menor, já que a velocidade será maior, logo o número de carros passando por minuto em um dado trecho poderá ser maior. O fluxo é definido como o número de carros que passa em um trecho por unidade de tempo. É o que o gráfico mostra: para fluxos até 200, você tem razão, o fluxo (no eixo vertical) aumenta com o número de carros (eixo horizontal). A partir de uma densidade crítica, se aumentarmos o número de carros, o fluxo diminui pois passam a andar mais devagar.

Assim, o gráfico da velocidade média forneceria a mesma informação que o gráfico de fluxo. Por exemplo, pelo fato do fluxo crescer linearmente na primeira parte do gráfico, concluímos que a velocidade média é constante. A principal razão pela qual se usa o fluxo, e não a velocidade média, é que é mais fácil contar o número de carros, em um dado tempo, do que medir a velocidade de cada um deles.

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