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Importância da Superelevação para a segurança viária

Por várias vezes você que trabalha com rodovias ou com projetos rodoviários, ou até mesmo é apenas um curioso da área, deve ter ouvido falar que a superelevação é muito importante porque ajuda a manter o veículo na curva.

Esta afirmação está totalmente correta!

A superelevação realmente é um elemento de projeto que trabalha a favor da segurança viária.

Mas você sabe o PORQUÊ?

Pois bem, vou tentar explicar de forma bem simples e com ilustrações, também simples, a veracidade dessa afirmação.

Ao se deslocar em tangente, a tendência de um veículo é percorrer um Movimento Retilíneo, seja ele uniforme ou não.

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Ao adentrar uma curva, a tendência do veículo é permanecer em tangente.

 

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Pela lógica, caberá ao motorista manobrar o veículo para que o mesmo se mantenha no traçado curvo da via.

Nesse momento do artigo eu faço a seguinte pergunta a você que está lendo:

– Alguma vez, você como motorista, ao adentrar com seu veículo em uma curva, já sentiu a necessidade de forçar o volante para mantê-lo na curva?

Agora vou te fazer outra pergunta:

– Alguma vez, você como passageiro, ao adentrar em uma curva, já sentiu seu corpo sendo jogado de um lado para o outro dentro do veículo?

Se sua resposta foi sim para alguma ou para ambas as perguntas, então só há dois tipos de resposta:

Ou você estava trafegando com uma velocidade acima daquela máxima permitida para a via,

ou você trafegou em uma curva com taxa de superelevação insatisfatória.

Agora vou tentar demonstrar o porquê dessas respostas, vamos lá.

Ao adentrar na curva, a força que joga o veículo para fora é a força….

(ah, tenho certeza que muita gente já decifrou sobre o que estou falando)

Isso mesmo, é força CENTRÍFUGA.

Ao trafegar em tangente, as forças que atuam sobre o veículo são a Foça Peso e a Força Centrífuga, conforme mostrado na imagem abaixo.

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Para que o veículo continue na curva sem a necessidade de forçar o movimento, é preciso que exista uma força capaz de anular a força CENTRÍFUGA.

(ah, agora eu tenho mais certeza ainda que já decifrou sobre o que estou falando)

 

Exatamente, é a força CENTRÍPETA.

 

Mas o que é essa tal de força CENTRÍPETA?

 

O termo centrípeta significa aquilo que aponta para o centro. Está associada à aceleração centrípeta. Essa força é responsável por manter os corpos presos à trajetória circular.

Quando um veículo executa uma curva em uma via, a força de atrito entre os pneus e o revestimento atua como força centrípeta e mantém o mesmo preso à trajetória circular.

 

“Aproveito esse momento da postagem para lembrar que pneus carecas e pista molhada diminuem o atrito e aumentam o risco de o veículo perder o controle e sair da pista durante a execução de um curva.”

 

Lá da época que estudávamos física na escola, lembramos que a força de atrito é calculada através do produto do coeficiente de atrito entre os pneus dos veículos e a superfície e a força normal ao mesmo.

No caso da seção plana, a força normal ao veículo será perpendicular ao solo e se anulará por formar um par de ação e reação com o peso.

Ora, se a Normal não existir, então a força de atrito também não existirá e, consequentemente, a força CENTRÍFUGA estará livre para jogar o veículo para fora da curva.

 

E agora, o que fazer para trafegar com segurança?

 

Calma, há uma solução.

 

Para evitar que a força centrífuga atue livremente, o projetista se vale das leis da física e dos vetores para resolver a situação.

De forma gradativa, eleva o bordo externo da via e, aos poucos vai criando vetores componentes às forças atuantes. Veja a sequência nas imagens abaixo:

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Relembrando a física e a decomposição de vetores, as componentes das forças podem ser calculadas em função do ângulo formado entre o plano horizontal e o inclinado, conforme mostrado nas imagens a seguir:

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Segundo a terceira lei de Newton, conhecida como lei da ação e reação, afirma que, para toda força de ação que é aplicada a um corpo, surge uma força de reação em um corpo diferente. Essa força de reação tem a mesma intensidade da força de ação e atua na mesma direção, mas com sentido oposto. Sendo assim, as forças são iguais.

Considerando que as forças que atuam na mesma direção e em sentidos opostos para a situação em questão são iguais, é possível afirmar o que está mostrado na figura a  seguir:

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Aplicando as leis da física e substituindo as variáveis, conforme mostrado no sequência abaixo…

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… obtém-se:

 

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Sendo assim, é possível afirmar que a taxa de superelevação é diretamente proporcional à velocidade diretriz da via e inversamente proporcional ao raio da curva. Isso significa que quanto maior o raio, menor será a taxa de superlevação adotada.

Significa também que as curvas com raio mínimo apresentarão taxa de superelevação máxima e, curvas com raios elevados podem até dispensar a necessidade de adoção de superelevação.

Assim fica provado o quão importante é esse elemento de projeto para que o veículo trafegue com segurança em uma curva, pois gera vetores componentes das forças atuantes que são capazes de anular a força centrífuga.

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Sobre Ricardo Venescau

Engenheiro Civil, mestre e doutorando em Engenharia de Transportes. Apaixonado por Engenharia Rodoviária

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