O caos no trânsito é certamente um dos principais problemas de grandes cidades ao redor do mundo. De acordo com o instituto de pesquisa em tráfego TomTom, locais como Cidade do México, Bangkok (Tailândia) e Instambul (Turquia) têm alguns dos piores trânsitos do mundo.

O Brasil não fica fora do top 10 da TomTom, representado no ranking pelo Rio de Janeiro (4º pior trânsito do mundo), Salvador (7º) e Recife (8º). Não é à toa que, às vésperas de eleições municipais por todo o país, os candidatos a prefeitos deste ano estejam se empenhando em apresentar propostas para resolver o problema.

Para melhorar o trânsito e sugerir mudanças, primeiro é preciso entender o que causa todo esse caos. Um dos principais especialistas sobre o tema no mundo é o pesquisador alemão Martin Treiber, autor de uma série de estudos sobre as variáveis que afetam a velocidade média de veículos em vias públicas.

Segundo ele, uma série de fatores matemáticos influenciam os congestionamentos, mas dois deles são facilmente explicáveis: o número de veículos na via e o limite de velocidade permitida. Esta simulação interativa explica bem o que acontece em um circuito de trânsito fechado.

Quanto mais carros na via, maior o congestionamento – isso é óbvio. O que acontece é que, com a redução dos espaços entre um veículo e outro, menor é o tempo de reação dos motoristas. E quanto mais rápido um carro estiver, menor ainda é o tempo de reação dos motoristas dentro de um espaço ainda mais reduzido.

Imagine que quatro carros estão parados em um semáforo. Quando o sinal fica verde, o primeiro acelera e vai embora. Depois dele, o segundo na fila começa a acelerar e também parte. O terceiro faz o mesmo, mas, quando chega a vez do quarto, ele começa a acelerar mas acaba tendo que parar no semáforo novamente, diante da luz vermelha, começando uma nova fila atrás de si.

Essa sensação de “todo mundo passa no semáforo menos eu” é causada justamente pela falha crucial em qualquer sistema viário: o componente humano. Como Treiber explica, o motorista do quarto carro leva tanto tempo para começar a acelerar seu veículo que, até alcançar uma boa velocidade, o semáfoto já havia fechado.

É por isso, por exemplo, que em provas de Fórmula 1, todos os competidores começam a acelerar ao mesmo tempo quando é dada a largada na corrida. O carro na quinta posição não espera os quatro primeiros começarem a andar, mas, em vez disso, acelera ao mesmo tempo que eles.

Entre pilotos bem treinados a ideia funciona bem, mas trata-se de algo impraticável nas vias públicas por motoristas comuns. Mas será que é mesmo? Talvez não. Uma possível solução para esse problema está na Alemanha e já foi imitada por diversos países: o Autobahn.

Trata-se de um sistema de vias expressas federais onde não existe limite de velocidade obrigatório, pelo menos na maioria dos trechos (52%, para ser mais exato). Carros chegam a circular a mais de 130km/h nesses locais de velocidade liberada, sem paradas, semáforos ou sequer pedágios.

Na teoria, sistemas como o Autobahn deveriam eliminar congestionamentos para sempre. Mas não é o que acontece na prática. Uma pesquisa divulgada no início do ano mostrou que, ano após ano, o número de congestionamentos nas vias expressas alemãs cresceram, em média, 20% desde 2013.

Isso acontece porque, mesmo sem limites de velocidades, os motoristas na Autobahn ainda precisam enfrentar outros tipos de obstáculos que causam impacto no fluxo de carros. A deterioriação do asfalto, por exemplo, gera acidentes que podem travar o trânsito por horas. Em alguns casos, um grande congestionamento pode começar até sem nenhum motivo.

Um estudo do Instituto de Tecnologia de Massachucets (MIT) explica o que acontece. Numa via onde os carros circulam a altíssimas velocidades, os motoristas precisam manter uma distânia maior entre si para dar tempo de frear no caso de um acidente à frente. Sendo assim, qualquer cruzamento pode desacelerar uma fila imensa de carros.

Uma simples distração, um motorista que decide trocar de faixa ou mesmo a entrada de um retorno podem causar o início de um congestionamento interminável. Por isso, ainda segundo esse modelo do MIT, nem mesmo vias expressas sem limite de velocidade podem salvar o trânsito do caos que conhecemos.

Diversas grandes cidades do mundo têm experimentado outras possíveis soluções. Uma delas é a redução do limite de velocidade para um valor não tão baixo, mas também não muito alto. A Organização das Nações Unidas (ONU), por exemplo, recomenda um limite de 50km/h em áreas urbanas.

Em Nova York, por exemplo, uma determinação feita em 2014 diminuiu a velocidade máxima nas vias de 48km/h para 40km/h. Na França, o limite é de 50km/h em regiões urbanas e até 30km/h em vias de mão única. Já em Londres, na Inglaterra, o limite chega a 32km/h em mais de 25% de todas as vias da cidade.

No Brasil, a cidade de São Paulo também diminuiu a velocidade (a contragosto de muitos paulistanos), com o objetivo de não só melhorar o fluxo de trânsito, mas também diminuir o número de acidentes. A princípio, é difícil entender como velocidades mais baixas podem tornar o trânsito melhor. Mas a ciência explica.

O coletivo Hacklab criou um simulador interativo baseado em princípios do estudo de Martin Treiber que mostra o que acontece nesses casos. Como o cientista explica em seu trabalho, velocidades maiores reduzem o tempo de reação do motorista diante de obstáculos. Velocidades menores permitem que os carros passem mais tempo em movimento do que travados no congestionamento.

Com o limite de velocidade fixado em 50km/h, como recomenda a ONU, os motoristas têm mais tempo de reação e, sendo assim, a via consegue comportar mais carros a uma velocidade média mais alta. Com o limite de velocidade em 70km/h, por exemplo, diminui o tempo de resposta dos motoristas e, consequentemente, derruba-se a velocidade média, já que os carros passam mais tempo parados do que andando.

Mas será então que só isso é capaz de resolver o problema do trânsito em uma grande metrópole: diminuir a velocidade máxima? Resposta curta: não. Há outras sugestões, como a segregação de faixas para certos tipos de veículos (uma só para motos, outra só para ônibus, por exemplo), faixas reversíveis (que mudam de direção dependendo da hora do dia) e outras ideias que envolvem o replanejamento da expansão urbana de uma cidade.

É óbvio que essas ideias não funcionam em todo lugar com problemas de trânsito. O que serviu para uma metrópole na Europa pode não ter o mesmo resultado quando aplicado a uma cidade no Brasil, por exemplo. Há, porém, uma tecnologia em desenvolvimento nos EUA e na China que podem mudar para sempre esse cenário, em qualquer lugar do mundo.

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Carros autônomos já são tratados como prioridade por boa parte da indústria automobilística. O que começou com experimentos do Google acabou se tornando uma tendência, seguida por Uber, Volkswagen, Toyota e até a desenvolvedora chinesa Baidu.

A ideia é criar um sistema automatizado que torne os carros que usamos hoje veículos inteligentes. Na prática, esses carros poderão levar passageiros sem precisar de alguém conduzindo o volante, seguindo um complexo sistema de sensores que o ajudam a desviar de obstáculos e a reagir da melhor forma possível ao que acontece nas ruas.

Este vídeo do canal CGP Grey imagina o que pode acontecer num mundo tomado por carros autônomos: o fim dos semáforos, e, consequentemente, o fim de obstáculos desnecessários que reduzem o fluxo de carros. O sistema de luzes coloridas que usamos hoje serve apenas para que o motorista de um veículo se comunique com outro na pista em sentido contrário: “minha vez de passar”, “sua vez de passar”.

Carros autônomos não dependem de um sistema de sinais coloridos. A comunicação entre esses veículos pode ser feita através de sinais de radiofrequência ou beacons, trocando informações à velocidade da luz. Num futuro muito distante, os carros que dirigem sozinhos podem alcançar um nível de precisão tão alto que eles serão capazes de tomar decisões muito melhor do que seres humanos, acabando de vez com o principal obstáculo no fluxo de trânsito em qualquer cidade: o componente imprevisível que é o motorista.

Se numa rede viária fechada todos os carros se comunicarem ao mesmo tempo, um veículo a quase 1 quilômetro de distância pode saber quando é hora de trocar de faixa para evitar um congestionamento que poderia ser causado 5 minutos no futuro. De modo semelhante, todos os carros poderiam circular a uma mesma velocidade e sem precisar parar por um segundo sequer. Pelo menos segundo o CGP Grey.

A mudança, porém, certamente não virá da noite para o dia. Um estudo feito pela empresa de tecnologia em localização Here, em parceria com o instituto SBD, do Reino Unido, prevê que um cenário de carros autônomos dividindo espaço com carros tradicionais pode provocar “o caos”.

Um dos problemas mais óbvios é o da padronização. Até que um modelo seja aceito por toda a indústria, diferentes fabricantes provavelmente usarão diferentes tecnologias para fazer seus carros se comunicarem um com os outros. Em outras palavras, seria como ter diversos motoristas falando idiomas diferentes e tentando se comunicar sem que um consiga falar a língua do outro.

Mas enquanto o futuro de carros perfeitos não chega, as cidades precisam continuar buscando alternativas para solucionar o problema dos congestionamentos. Com a ajuda da ciência e da tecnologia, porém, tudo tem solução. Só falta encontrá-la e aplicá-la com sucesso.