Seguindo a ordem natural de um trabalho que trata sobre a avaliação da irregularidade longitudinal de pavimentos, vez que já foram evidenciados os principais equipamentos usados neste tipo de avaliação, cabe uma exposição sobre a relação entre o nível de irregularidade de um pavimento e seus principais impactos econômicos, visando trazer à tona a relação entre a irregularidade e os seus custos. Os dois principais custos com os quais a irregularidade é mais comumente relacionada são: os custos operacionais dos veículos e os custos da infra-estrutura, ou seja, com a vida útil do pavimento.
Como é possível se imaginar, vários são os estudos que visaram estabelecer tais relações. As correlações entre a irregularidade do pavimento e o custo operacional dos veículos são mais antigas que as correlações entre a irregularidade e a vida útil do pavimento.
A primeira ‘equação’ interessa diretamente aos usuários do pavimento e foi objeto de estudos iniciais de grande impacto, realizados a partir da década de 70, segundo Paterson (1987). O mesmo autor afirma que o aumento do custo operacional de todos os veículos que usam determinada rodovia devido ao aumento da irregularidade pode ser de 10 a 20 vezes maior que o custo que teria o gestor
daquela malha se a conservasse adequadamente visando manter a irregularidade dentro dos níveis aceitáveis pelos usuários. Em outras palavras, pode-se dizer que a diminuição nos níveis de irregularidade pode levar a grande economia em termos de custo operacional, principalmente se forem levados em conta valores mais altos de irregularidade.
Já a correlação entre irregularidade e vida útil do pavimento muito interessa a todos os gestores viários, em especial quando se trata de pavimentos novos ou recém- restaurados. Se os gestores soubessem com exatidão o quanto se ganha em vida útil a cada diminuição de 1 cont/km no QI ou de 1 m/km no valor do IRI, seria fácil calcular até quanto determinado gestor pode ou deve pagar além do preço médio de mercado, para um serviço de recuperação ou construção que entregue o pavimento menos irregular.
Obviamente na grande maioria dos países, senão em todos, ambas as preocupações são governamentais e devem ser pensadas em conjunto. Ter pavimentos em melhores condições é bom pelos dois lados. De um lado, aumenta- se a competitividade do país e minimizam-se os desperdícios gerados com o aumento desnecessário do custo operacional dos veículos principalmente nos itens: suspensão, pneus, manutenção geral, consumo de combustível, velocidade de deslocamento e acidentes provocados pela situação do pavimento.
De outro lado, o Estado também deve se preocupar em empregar da melhor maneira possível os recursos provenientes dos impostos, fazendo investimentos que considerem todas as possibilidades técnicas e que levem aos resultados necessários, com a otimização do emprego de capital. Nesta esteira que está a preocupação em se encontrar o melhor balanceamento entre investimento inicial, investimento em manutenção e vida útil, considerando em conjunto o custo operacional.
Os pensamentos demonstrados não mudam em nada caso o país decida por conceder a administração e operação de suas rodovias ou pistas de aeroportos à iniciativa privada. Neste caso, com a fiscalização mais próxima dos investidores diretos daquele negócio a preocupação do melhor emprego do capital é algo para ser pensado diariamente, sendo que a responsabilidade em proporcionar um custo
operacional adequado continua a ser do Estado, pois coube a ele formatar as condições da concessão, onde se determinaram os valores dos pedágios e as condições mínimas que a rodovia deve apresentar durante todo o prazo de duração daquele contrato – pensamento análogo vale para os aeródromos.
Sobre os custos operacionais, vários foram os trabalhos que analisaram sua relação com as características do pavimento, especialmente após os anos 70. Dentre eles, sem dúvida os mais reconhecidos e extensos foram os desenvolvidos sob o patrocínio do Banco Mundial em conjunto com entidades locais, em países subdesenvolvidos, tais como: Quênia, Caribe, Brasil e Índia, que culminaram nos modelos contemplados no The Highway Design and Maintenance Standards Model, HDM, segundo Watanatada et al. (1987).
Por uma série de motivos, que contempla naturalmente as próprias dificuldades de quantificação e especificação, os estudos de custos operacionais mencionados não incluem os custos com as alterações no tempo de deslocamento, nem os custos com acidentes, provocados pelas condições do pavimento.
Dentre os quatro estudos, pode-se dizer facilmente que aquele conduzido no Brasil foi o maior e mais importante deles. Realizado entre os anos de 1975 e 1984, teve como resultados notáveis os modelos não lineares para a predição da velocidade e consumo de combustível, baseados em conceitos mecanísticos e comportamentais, segundo Watanatada et al. (1987). No campo da influência da irregularidade, os modelos desenvolvidos a partir da pesquisa realizada em nosso país também chegaram a modelos não lineares, mais abrangentes que os demais.
Apenas para dar uma idéia numérica, do que pode representar em termos de aumento de custos o aumento da irregularidade longitudinal, será feita uma citação quantitativa dos modelos ilustrados em Watanatada et al., que se referem aos dados extraídos do estudo brasileiro.
Para uniformizar a informação a ser apresentada a seguir, somente como um exemplo do que consta no estudo brasileiro, os dados a serem informados referem- se aos custos operacionais de um caminhão grande com meia-carga.
Em relação à velocidade média a ser desenvolvida por esse tipo veículo em um segmento pavimentado tangente em nível, o modelo prevê uma redução, apenas por causa da irregularidade, de 70 km/h para 50 km/h, para um aumento da irregularidade (QI) de 25 cont/km para 125 cont/km.
O aumento no consumo de pneus para a mesma variação de irregularidade chega próximo a 15%. O aumento no consumo de combustível para trechos em nível e em tangente não é muito significativo para a variação de QI indicada, mas torna-se significativo se o trecho for em curva, atingindo também o valor de aproximadamente 5%.
O aumento no custo de peças usadas na manutenção deste tipo de veículo, para a mesma variação de irregularidade é de 150%. O percentual de aumento no tempo de mão de obra necessário à manutenção do veículo também aumenta aproximadamente no mesmo percentual: 150%. A depreciação do veículo aumenta em 22%, para as mesmas condições.
Como é possível notar através deste pequeno exemplo, muito específico, extraído dos estudos do HDM, os custos operacionais sofrem aumentos muito importantes e por isso necessitam ser levados em conta em um plano rodoviário nacional.
Passados mais de 30 anos desde quando tais modelos começaram a ser desenvolvidos, é difícil compreender que este mesmo país que foi sede de tais estudos, passava no dia em que esse parágrafo foi escrito, (início do ano de 2006), por uma operação tapa-buracos emergencial em nível nacional, que nem sequer planejamento tinha.
É provável que o montante total de custos operacionais que os usuários de rodovias incorreram em todos esses anos de abandono da malha não caibam no visor de uma calculadora com 12 dígitos.
A abrangência dos estudos e análises que levaram ao HDM não permite que se alongue demais sobre o tema, sob pena de mudar o foco do trabalho. Portanto fica aqui a recomendação de consulta aos diversos volumes que compõem o HDM para aqueles que quiserem se aprofundar na seara da relação entre irregularidade e
custos operacionais rodoviários. Sestini (2000) traz um exemplo de aplicação desta relação.
Ainda sobre o aumento dos custos operacionais, Paterson (1987) cita trabalhos oriundos dos anos 80, que trazem como resultado um aumento estimado de 2 a 4% no custo operacional de veículos para cada unidade de IRI acrescentada. O custo operacional, segundo ele, sofre um aumento de aproximadamente 15% entre um pavimento muito bom e um pavimento em situação muito ruim em termos de irregularidade superficial.
Em pavimentos urbanos também é forte a relação entre a irregularidade longitudinal e os custos operacionais dos veículos segundo Dewan (2002), assim como é boa a correlação entre a irregularidade em vias urbanas e a percepção da qualidade do rolamento pelos usuários segundo La Torre (2002) e Loizos e Plati (2002). Lin et al. (2003) relacionam defeitos superficiais observáveis em pavimentos urbanos com a irregularidade longitudinal.
Sobre o consumo de combustível em pavimentos com maior irregularidade, um estudo mais recente realizado na pista experimental americana chamada de Westrack, localizada no estado de Nevada e patrocinada pelas autoridades rodoviárias dos EUA, indicou que após uma restauração realizada na pista que levou a uma diminuição de no mínimo 10% nos valores do IRI dos trechos em tangente, o consumo de combustível dos caminhões foi reduzido em 4,5% segundo Mitchell (2000). Vale comentar que os caminhões de Westrack são controlados remotamente, dispensando o uso de motoristas, o que elimina possíveis influências humanas no resultado obtido.
Ainda sobre o aumento de consumo de combustíveis, Eapa e Eurobitume (2004) citam um estudo desenvolvido pelo departamento de transportes da Suécia que revelou variações de até 11% no consumo de combustível de veículos de passeio quando se variou somente condição superficial do pavimento.
A respeito dos acidentes, embora não se tenha uma análise em termos de custos, existem trabalhos como Bester (2003) que indicam que as condições de rolamento de um pavimento podem causar um aumento da ordem de 70% no índice de acidentes rodoviários.
Por fim, cabem algumas informações mais detalhadas a respeito da relação entre a irregularidade e a vida útil do pavimento. Esta relação está ligada à ação das cargas dinâmicas sobre o pavimento .
Uma explicação simples para este efeito é que ao se deslocar sobre uma superfície plana e livre de irregularidades um determinado veículo de carga causa um certo dano sobre a estrutura do pavimento, proporcional à carga aplicada por cada um dos seus pneus. Se esta via possuir irregularidades, o dano causado pela carga será maior na medida em que a suspensão do veículo passa a trabalhar e conseqüentemente aplica sobre alguns segmentos do pavimento uma carga superior àquela anterior, causando um desgaste maior da estrutura do pavimento e com isso diminuindo sua vida útil, conforme afirma Saleh et al. (2000).
Lee et al. (2002) trazem informações a respeito do acréscimo possível à vida útil do pavimento que é mantido dentro de determinados níveis de irregularidade. Segundo os autores, que infelizmente não usaram os índices mais conhecidos de irregularidade e sim um índice próprio, de 17% a 51% dos pavimentos de concreto de cimento Portland poderiam ter a sua vida útil aumentada em pelo menos 3 anos. Para os pavimentos asfálticos, 9% a 34% dos pavimentos poderiam contar com o mesmo aumento da vida útil, dependendo dos níveis de irregularidade.
Chatti e Lee (2002) criaram um índice de irregularidade que visa representar com mais exatidão as cargas dinâmicas que serão geradas pelo tráfego de caminhões sobre os pavimentos. O índice foi desenvolvido a partir das características das suspensões de caminhões e suas freqüências ressonantes para que se pudesse representar bem o quanto um pavimento com aquele perfil longitudinal poderia causar de cargas dinâmicas. Este seria, por exemplo, um índice que proporcionaria uma correlação ainda maior com a vida útil do pavimento.
Com relação à condição do pavimento e sua vida útil, foi justamente com esse intuito econômico que em muitos países já se estabeleceu há muitos anos os chamados fatores de pagamento. Tratam-se de tabelas, conhecidas previamente pelas partes, que são aplicadas por entidades estatais ou privadas, quando da contratação de serviços de pavimentação.
Tais tabelas relacionam um prêmio ou uma penalidade econômica aos prestadores de serviço de pavimentação (seja para construção, seja para manutenções) de acordo com o nível de irregularidade entregue, conforme menciona Fernando (2002). Alavi e Tavares (2004), além de trazerem uma tabela com fatores de pagamentos diferenciados para diversos tipos de rodovias, ainda mencionam resultados parciais obtidos depois do início do uso dos fatores de pagamento. Segundo eles, na esmagadora maioria dos casos, a redução da irregularidade foi perceptível.
O Canadian Strategic Highway Research Program (1999) é uma compilação das mais completas, quando se trata de saber quais são os limites aceitos de irregularidade, as unidades de medida usadas e também as penalidades ou prêmios aplicados, não só nas diversas províncias do Canadá, mas também em estados Americanos e países da Europa.
O Arizona Department of Transportation (2004) evidencia os resultados práticos de sua política de incentivos e penalidades às empresas contratadas para os serviços de manutenção e construção de pavimentos. É possível notar sensível diminuição nos níveis de irregularidade observada ano a ano, após o início da aplicação desta política. Este estado americano faz uso de duas equações: uma para bonificar e outra para penalizar economicamente o prestador de serviços.
Ganji (2004) vai ainda um pouco mais longe. Além de comparar os fatores de pagamento de alguns estados americanos, o autor ainda ensaia uma verificação para tornar os fatores de pagamento algo minimamente científico, ou seja, adequados aos custos que o pavimento vai gerar em relação ao que foi projetado. Ksaibati e Al Mahmood (2002) apresentam a maior compilação que foi encontrada a respeito das políticas dos estados americanos em relação a fatores de pagamento, mas eles ainda foram além. Em uma pesquisa que usou muitos segmentos monitorados pelo LTPP, tais autores evidenciaram a maior durabilidade dos pavimentos construídos com irregularidade mais baixa. Apenas como exemplo das conclusões obtidas, pavimentos asfálticos que depois da construção tiveram IRI de 0,5 m/km, após 10 anos de uso, estavam com IRI de 0,85 m/km, enquanto pavimentos que após a construção já estavam com IRI de 3,0 m/km, passaram a ter depois de 10 anos IRI de 3,85 m/km.
Ou seja, enquanto no primeiro caso a progressão do IRI em 10 anos foi de apenas 0,35 m/km, no segundo caso ela foi de 0,85 m/km, para o mesmo período. Naturalmente, seria teoricamente possível complementar tais estudos para se chegar à redução da vida de um pavimento apenas devido ao fato dele ter sido construído com uma irregularidade maior.
Outros autores que trazem contribuições sobre o tema de fatores de pagamento são: Titi (2001), Sweitzer (2003), Swan e Karamihas (2002) e Siddique (2002).
Não se pode deixar de mencionar um bom trabalho nacional a respeito das cargas dinâmicas sobre os pavimentos rodoviários. Fernandes Junior e Barbosa (2005) calcularam com o auxílio de um simulador computacional o efeito das cargas dinâmicas em diversos tipos de caminhões e relacionaram tal efeito à velocidade e à irregularidade dos pavimentos. As conclusões mostram um aumento de cerca de 200% do fator de equivalência de carga dinâmico de um tandem duplo de rodas duplas, entre uma pista com IRI de 1,4 m/km e outra com IRI de 4,4 m/km, a 110 km/h.
Smith et al. (1997) elaboraram uma pesquisa muito abrangente quando se pensa em termos de irregularidade de pavimentos, diferenciando-se de outros bons documentos sobre o tema justamente com análise econômica mais profunda. O trabalho chega a propor modelos de gráficos tridimensionais, com as variáveis: tempo, irregularidade inicial e irregularidade final, que permitem a visualização clara da importância do nível de irregularidade inicial para a durabilidade do pavimento. Sobre este aumento da vida útil relacionada à irregularidade, os autores concluem que na grande maioria dos pavimentos, a irregularidade inicial do pavimento influi na sua irregularidade futura. O trabalho considera diversas variáveis, como o tipo de revestimento, pavimentos novos e restaurações, entre outras, e revela por fim que, em geral, é esperado um aumento na vida útil do pavimento entre 9 e 15%, para uma redução da irregularidade entre 25 e 50% (a partir de um dete rminado nível). Um último trabalho que merece menção a respeito do aumento da vida útil do pavimento menos irregular está presente em Hawaii Asphalt Paving Industry (sem data). O trabalho traz o resultado de uma pesquisa que acompanhou a evolução de irregularidade durante 2 anos, em aproximadamente 3000 km de faixas de
rolamento. Mesmo em pouco tempo de observação já foi nítida a menor evolução da irregularidade nos pavimentos com irregularidade inicial menor. Por exemplo, um pavimento inicialmente com IRI = 0,5 m/km, ao fim de 2 anos estava com IRI aproximadamente igual a 0,55 m/km, enquanto um pavimento com IRI inicial de 2,0 m/km, já possuía ao final de 2 anos, IRI = 2,45 m/km.
Muito embora existam todas as pesquisas citadas e muitas outras que tratem de relacionar a irregularidade dos pavimentos com seus custos, Perera e Kohn (2002b), afirmam que não existia ao tempo da pesquisa deles dados sólidos que permitissem afirmar qual seria o ponto em que o custo de construção de um pavimento menos irregular seria maior que os benefícios gerados em termos de prolongamento da vida útil e redução dos custos operacionais. É importante ressalvar que construir um pavimento menos irregular pode, muitas vezes, não incrementar os custos de construção.
Embora seja difícil discordar da afirmação de Perera e Kohn (2002b), não se pode negar que está suficientemente comprovado que há benefícios grandes tanto em termos de custo operacional, quanto em termos de vida remanescente do pavimento, o fato de se construir e de se conservar os pavimentos dentro de níveis no mínimo confortáveis de irregularidade. Tal afirmação é válida, mesmo sem levar em conta os incalculáveis custos com vidas perdidas ou limitadas que os acidentes provocados pela condição ruim do pavimento causam, principalmente nos países subdesenvolvidos, onde os governantes muitas vezes não sabem e em outras não querem melhorar as condições de seu país.
A assertiva que inicia o parágrafo anterior é muito importante, uma vez que executar um pavimento focando-se na obtenção uma baixa irregularidade e incentivando o empreiteiro a preocupar-se com ela, pode não custar mais caro e em geral é muito melhor para o país, motivo pelo qual as tabelas com fatores de pagamentos que incentivem a qualidade da pavimentação devem ser usadas aqui também, mesmo que inicialmente, os valores aplicados como multa ou prêmio não sejam a tradução exata dos custos que cada nível de irregularidade represente.
Por fim, é triste afirmar que o nível de conservação médio de nossas rodovias é tão ruim que, infelizmente, a pergunta que se faz nos países mais desenvolvidos
visando chegar à conclusão de qual deve ser a irregularidade inicial de um pavimento para que ele gere o maior benefício social por unidade monetária investida está longe de ser um assunto que preocupe nossos técnicos ou gestores públicos, que ainda precisam tapar buracos, muitos buracos.
2.5 A utilização dos dados de irregularidade e do perfil longitudinal de