tese 3,5 mb

Investigao Aprofundada de Acidentes com Veculos de

Duas Rodas Motorizados recorrendo a Modelos

Computacionais

Daniel Fernando Pereira Bernardo

Dissertao para obteno do Grau de Mestre em

Engenharia Mecnica

Jri

Presidente: Prof. Doutor Lus Manuel Varejo Faria (IST)

Orientador: Prof. Doutor Joo Manuel Pereira Dias (IST)

Vogal: Prof. Doutor Jos Domingos Carvalhais (FMH)

Junho de 2012

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Agradecimentos

Agradeo ao Professor Joo Dias pela sua disponibilidade quer ao nvel acadmico quer a

nvel pessoal, pelas oportunidades oferecidas, pela confiana no meu trabalho e pelo apoio e

orientao na realizao da presente dissertao.

Quero tambm agradecer Professora Conceio Amado do Departamento de Matemtica do

IST pela breve mas decisiva sesso de esclarecimentos e cujo pragmatismo se revelou essencial

para o avano do trabalho numa fase crtica da sua evoluo.

Aos meus amigos, colegas, amigos e colegas, a todos agradeo pelo interesse, apoio e

incentivos durante o tempo dedicado realizao da dissertao e pela partilha de jornada, pelo

companheirismo e momentos de diverso. Uma meno tambm a quem, pelo seu abrupto

desaparecimento, inconscientemente deixa a marca da relatividade, do propsito e do empenho.

Mais do que agradecer, compartilho a realizao da minha dissertao de mestrado e o

culminar deste ciclo com os meus motores, a fora que me impulsiona pelo seu exemplo, dedicao,

expectativa descomprometida e inteira confiana: os meus pais, irmos e avs, a quem espero poder

um dia retribuir.

O meu ltimo e primeiro agradecimento pertence a quem esteve presente em todos os dias do

meu envolvimento neste trabalho e que sem ter essa obrigao, partilhou das dificuldades, concedeu

a sua pacincia e motivou, sempre de forma incondicional. s o meu sentido, o meu objectivo e a

minha razo para avanar. Para a Andreia. Agora j podemos!

ii

iii

Resumo

Da aplicao da regresso ordinal a uma amostra de condutores de Veculos de Duas Rodas

Motorizados (VDRM) vtimas de acidente no perodo 2007-2010, utilizando o programa SPSS,

verificou-se uma associao estatisticamente significativa entre o aumento da gravidade das leses e

o tipo de VDRM (motociclo), gnero do condutor (masculino), no utilizao de capacete, condies

de luminosidade (noite), dia da semana (Sbado e Domingo), perodo do ano (Julho-Setembro) e

manobra do condutor do VDRM (mudana de direco esquerda, mudana de via, circulao em

sentido oposto ou atravessando a via).

A anlise de uma amostra de 53 acidentes reais com VDRM investigados e reconstitudos

computacionalmente recorrendo ao programa PC-Crash indiciam a conduo em excesso de

velocidade por parte do VDRM como o principal factor responsvel por acidentes graves. Destacam-

se tambm um potencial grupo de risco entre os condutores de motociclos desportivos e de elevada

cilindrada e as colises laterais em termos de frequncia e mesmo de gravidade dos acidentes com

VDRM.

A coliso lateral foi analisada atravs de simulaes computacionais variando o ngulo (0 e

45) e velocidade (50 km/h e 120 km/h) de impacto do motociclo na lateral de veculos ligeiros,

verificando-se a transferncia da maior parcela da energia de deformao para o motociclo e a

elevada probabilidade do seu condutor sofrer leses graves. Os resultados obtidos tambm sugerem

que o capacete oferece uma potencial reduo das leses na cabea em impactos a 50 km/h, mas

que a 120 km/h, a sua eficcia em termos de leses fatais nula.

Palavras-Chave: Veculos de Duas Rodas Motorizados, Regresso ordinal, Biomecnica do impacto,

Simulao computacional, Reconstituio de acidentes.

iv

v

Abstract

By applying ordinal regression to a sample of PTW (Powered Two Wheeler) riders injured in

accidents occurred between 2007 and 2010 using the software SPSS, it was verified that the increase

of PTW riders injuries severity in crashes was significantly related to the situations in which the PTW

is a motorcycle, the rider is male, doesnt wear a helmet, the accident occurs at night, weekend or

between July and September and the PTW was changing direction to the left, changing lane, driving in

the direction of the oncoming traffic or crossing lanes.

A set of 53 real accidents involving PTWs investigated and computationally reconstructed using

the software PC-Crash was analyzed and the results indicate PTW speeding as the main factor

responsible for serious PTW accidents. Sport and large engine displacement motorcycles riders stand

out as a potential risk group and side collisions are the typical accident configuration in terms of

frequency and even severity.

Lateral collisions between a motorcycle and the side of passenger cars were simulated by

varying the motorcycle impact angle (0 and 45) and velocity (50 km/h and 120 km/h) and it was

found that the largest share of the collisions deformation energy is transferred to the motorcycle and

that there is a high probability of severe injuries to the rider. The results also suggest that helmets

offer a potential reduction of injuries to the head in a 50 km/h collision, but at 120 km/h, it has a null

efficiency in terms of preventing fatal injuries.

Keywords: Powered Two Wheeler, Ordinal regression, Impact biomechanics, Computational

simulation, Accidents reconstitution.

vi

vii

ndice

Agradecimentos .............................................................................................................................. i

Resumo ......................................................................................................................................... iii

Abstract.......................................................................................................................................... v

ndice ............................................................................................................................................ vii

ndice de Figuras .......................................................................................................................... xi

ndice de Tabelas ........................................................................................................................ xiii

Glossrio...................................................................................................................................... xv

1 Introduo ........................................................................................................................... 1

1.1 Motivao ...................................................................................................................... 1

1.2 Reviso Bibliogrfica ..................................................................................................... 4

1.3 Objectivos e organizao .............................................................................................. 9

2 Anlise estatstica dos acidentes com VDRM .................................................................. 11

2.1 Acidentes com VDRM em Portugal ............................................................................. 11

2.1.1 Factor veculo .................................................................................................... 12

2.1.2 Factor humano ................................................................................................... 15

2.1.3 Factores ambientais e distribuio geogrfica .................................................. 20

2.1.4 Natureza dos acidentes ..................................................................................... 23

2.2 Factores de risco de leses graves em acidentes com VDRM ................................... 26

2.2.1 Dados ................................................................................................................. 27

2.2.2 Metodologia ....................................................................................................... 28

2.2.2.1 Variveis ................................................................................................... 28

2.2.2.2 Modelo estatstico ..................................................................................... 30

2.2.3 Resultados ......................................................................................................... 34

2.2.4 Discusso .......................................................................................................... 38

2.2.5 Limitaes .......................................................................................................... 41

3 Modelos computacionais e respectivo fundamento terico .............................................. 43

3.1 Dinmica de corpos mltiplos ...................................................................................... 43

3.2 Conservao do momento .......................................................................................... 45

4 Investigao aprofundada de acidentes com VDRM ........................................................ 47

viii

4.1 Metodologia aplicada na investigao e reconstituio computacional de acidentes

com VDRM .................................................................................................................................. 47

4.2 Acidentes reais com VDRM reconstitudos