Semáforos: sabe realmente como é que funcionam?

O conceito de semáforo remonta, de facto, à década de 1860. Isto quando foram colocados sinais iluminados a gás nas ruas elegantes que ladeavam as Casas do Parlamento em Londres. É claro que, nessa altura, nada era automatizado. Assim um agente da polícia ficava de prevenção, monitorizando o tráfego e mudando manualmente o sinal quando necessário. Só na década de 1910 é que surgiram os primeiros sinais de trânsito eléctricos nos Estados Unidos. Seguiram-se de sistemas interligados e semáforos de quatro vias nas décadas seguintes. Mas afinal como é que funcionam os semáforos?

Semáforos: sabe realmente como é que funcionam?  

Embora os semáforos que conhecemos hoje em dia pareçam simples no seu funcionamento, existe de facto uma rede impressionante que mantém tudo a funcionar nos bastidores. Alguns semáforos são mais avançados do que outros, empregando vários tipos de sensores para acelerar e otimizar o tráfego. À medida que a tecnologia continua a avançar, poderemos vê-los ligados não só a outros sinais rodoviários, mas também aos nossos próprios automóveis.

A maioria dos semáforos instalados em todo o mundo não tem qualquer tipo de tecnologia de sensores instalada. Em vez disso, os semáforos básicos funcionam com base em temporizadores internos. Independentemente da presença de carros num cruzamento, os semáforos alternam entre verde, amarelo e vermelho com base apenas no tempo decorrido. Quando o semáforo fica vermelho, começa uma contagem decrescente invisível antes de o semáforo ficar verde a zero.

No entanto, há um problema com este tipo de semáforo. Embora seja funcional (embora irritante) em estradas movimentadas, em algumas partes do país, especialmente em zonas rurais e cruzamentos entre estradas principais e secundárias, o fluxo de tráfego pode não ser suficientemente consistente para que um temporizador típico regule tudo de forma limpa. Quando não há muito tráfego a chegar em geral ou de uma determinada direção, obrigar tudo a parar no mesmo intervalo apenas provoca paragens desnecessárias e torna toda a estrada mais lenta.

Já alguma vez parou num cruzamento e um dos pontos de entrada é uma pequena estrada secundária ou a entrada de um pequeno centro comercial – e não está lá ninguém? Pensou: “Porque é que temos de parar todos só por causa daquela estrada?” É porque o temporizador do semáforo assim o disse, independentemente de ter sido ou não uma boa ideia.

Semáforos sensíveis aos carros

Nos anos 50, num esforço para remediar o problema dos sinais de trânsito mal cronometrados, alguns semáforos começaram a utilizar placas de pressão na linha de paragem. Quando um carro para nesta placa, é enviado um sinal elétrico para o semáforo, fazendo com que este mude para acomodar o carro em espera. Com o passar dos anos, esta estrutura tornou-se o padrão moderno para os semáforos, embora diferentes semáforos detectem os carros de formas diferentes.

Numa evolução do sistema de placa de pressão, alguns semáforos respondem a uma bobina de indução escondida debaixo da estrada na linha de paragem, que gera um campo magnético que se altera em função da presença de objectos metálicos por cima. É o mesmo conceito que a placa de pressão, mas um pouco mais discreto e mais fácil de passar por cima. O único problema real com esta abordagem é que os motociclos podem não gerar uma diferença de campo suficiente para acionar os sensores.

Além disso, alguns cruzamentos utilizam a tecnologia de deteção de automóveis, seja através de sensores de infravermelhos, sensores de micro-ondas ou câmaras. Seja qual for a forma como o fazem, o conceito é mais ou menos o mesmo. Os sensores registam a presença de carros na linha de paragem ou perto dela, bem como o número de carros alinhados. Se um dos sentidos de um cruzamento tiver mais carros em fila, o semáforo muda de sinal para dar prioridade à desobstrução dessa via.

Interação direta e o futuro dos semáforos

Há algumas décadas que certos veículos de emergência, como a polícia, as ambulâncias e os carros de bombeiros, têm a capacidade de controlar ou influenciar diretamente os semáforos para reduzir o tempo de resposta. Dependendo dos tipos de sistemas e sensores existentes, um veículo de emergência pode enviar um sinal direto para um semáforo para manter a faixa de rodagem a fluir, ou o sensor pode detetar luzes de emergência intermitentes para manter o sinal verde. Isto é muito importante, uma vez que os veículos de emergência não podem ficar à espera que as luzes mudem.

No entanto, à medida que a tecnologia automóvel progride, podemos descobrir que mesmo os veículos civis têm a capacidade de influenciar diretamente as luzes, pelo menos até certo ponto. Utilizando uma combinação de sensores e sinais Wi-Fi localizados, os semáforos inteligentes especiais poderiam ligar-se temporariamente a um veículo suficientemente avançado, como um veículo elétrico. Esta ligação informaria o semáforo de que o veículo está presente e à espera na linha de paragem. Também informaria o condutor sobre o tempo exato que demoraria a mudar o sinal.

Os fabricantes de automóveis têm vindo a trabalhar com esta noção desde o final da década de 2010. Se fosse implementada, contribuiria muito para otimizar o fluxo de tráfego. É claro que não pode funcionar até que todos os carros na estrada sejam veículos eléctricos. Ou pelo menos, estejam equipados com tecnologia compatível, mas isso é apenas mais um passo no campo automóvel em constante crescimento.

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Bruno Fonseca
Fundador da Leak, estreou-se no online em 1999 quando criou a CDRW.co.pt. Deu os primeiros passos no mundo da tecnologia com o Spectrum 48K e nunca mais largou os computadores. É viciado em telemóveis, tablets e gadgets.

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