O movimento nos aeroportos brasileiros cresceu a taxas superiores a 10% ao ano entre 2007 e 2013, ultrapassando a marca dos 176 milhões passageiros no período, sem ampliações significativas na infraestrutura aeroportuária. Em 2009, estudos realizados pela consultoria McKinsey em parcerias com o Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA) já apontavam que metade dos 20 aeroportos avaliados estava saturada e registrava alto índice de atraso em chegada e partida.
O quadro se agravou com a recente liberalização do transporte aéreo no país, que resultou na constituição de hubs de voos das principais companhias nacionais em aeroportos, como Guarulhos e Congonhas, em São Paulo; Santos Dumont e Galeão, no Rio de Janeiro; Confins, em Minas Gerais; Brasília, por exemplo.
Outro fator a contribuir para os atrasos é a forte concentração de determinadas empresas nestes hubs. “Quando os aeroportos têm uma empresa dominante o sistema como um todo fica prejudicado”, observa Rodrigo Arnaldo Scarpel, do Departamento de Gestão de Apoio à Decisão da Divisão de Engenharia Mecânica do ITA.
Atrasos de voo por congestionamentos nos aeroportos, portanto, estão relacionados não apenas à carência de investimentos em infraestrutura ou do desbalanceamento entre oferta e demanda, ele resume. “Embora a criação de hubs pareça benéfica para as empresas de transporte aéreo e vantajoso para os viajantes, a concentração excessiva de voos pode resultar em impactos econômicos negativos resultantes de atrasos por congestionamento, que aumentam o tempo de viagem dos passageiros e o custo operacional das empresas”.
A mitigação de atrasos envolve, ainda, o controle do tráfego aéreo e uma maior eficiência na organização dos pousos e decolagens e um sequenciamento mais inteligente de chegadas consecutivas tanto no que se refere à operação planejada, quanto à operação realizada. Considerando que a capacidade dos aeroportos não é fixa – já que oscila em função de situações climáticas, como, por exemplo, em situação de nevoeiro ou chuva – a mitigação dos atrasos por congestionamentos depende, portanto, de inúmeros fatores.
Uma equipe de pesquisadores do ITA, liderada por Scarpel, busca alternativa na mineração de dados da movimentação dos aeroportos para identificar padrões, tendências, associações e dependências até então desconhecidas, que permitam traduzir informação em conhecimento útil para a tomada de decisões.
Esse é o objetivo do projeto Mineração de dados aplicada a detecção precoce de atrasos por congestionamento em aeroportos brasileiros, implementado com o apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP).
O projeto iniciou em 2014 com a revisão da bibliografia sobre os determinantes do atraso para identificar os dados necessários à construção de um modelo de mineração de dados. Esse levantamento permitiu a construção de um “mapa mental” relacionado ao tema.
A partir dos determinantes identificados, foi realizada uma busca de dados abertos nas bases do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET) e Associação Nacional de Aviação Civil (ANAC), relacionados a condições climáticas e de operação de aeroportos. O objetivo foi identificar os efeitos da flutuação da demanda, da operação em rede de aeroportos (hubbing effect), do nível de concentração das companhias aéreas em aeroportos e das ocorrências de atraso relacionadas a efeitos temporais como horário, dia da semana e estação do ano. “Levantamos dados para um período de 15 anos para identificar padrões e antecipar algumas situações de atraso”, explica Scarpel.
O modelo de previsão para alerta precoce (Early Warning Forecast Model, EWFM) seguiu os procedimentos de seleção de dados, pré-processamento, transformação de dados, construção e interpretação.
A primeira análise dos dados coletados teve como foco o desenvolvimento de um sistema de alerta para a detecção precoce de mudanças de tendência na demanda de passageiros no sistema multi aeroportos de São Paulo, que englobam os aeroportos de Congonhas, Guarulhos e Viracopos. “Ao se antecipar a estas flutuações é possível avaliar diferentes alternativas a serem utilizadas para minimizar os atrasos de congestionamento causados pelo excesso de demanda”, justifica Scarpel. Combinando indicadores e construindo cenários alternativos, eles identificaram alternativas como a de ampliar a concentração de voos internacionais em Viracopos, atualmente subutilizado.
Outro uso importante da construção de cenários é subsidiar planejamento futuro da estrutura aeroportuária. As projeções de demanda realizadas pela equipe do ITA estimam que o número de passageiros de voos domésticos, no sistema multi aeroportos de São Paulo, crescerá dos atuais 50 milhões para 80 milhões em 2023. Também neste caso, a melhor opção para a expansão da capacidade do sistema está em Viracopos, já que a construção de uma terceira pista em Guarulhos ou de uma segunda pista em Congonhas é considerada tecnicamente inviável. Os resultados estão em A demand trend change early warning forecast model for the city of São Paulo multi-airport system, publicado em Transportation Research Part A 65, em 2014.
“A análise dos dados permite a identificação de indicadores antecedentes e a geração de um conjunto de procedimentos de previsão para dar suporte ao desenvolvimento de cenários de mudanças futuras e de alternativas para a previsão de atrasos por congestionamento”, diz Scarpel.
A mesma metodologia de mineração de dados foi utilizada para a formação de agrupamentos temporais das séries diárias de atraso, o que permitirá a construção de cenários de riscos de congestionamentos. “Será possível prever atrasos em determinados dias da semana e hora – quintas-feiras, às 19 horas, por exemplo – em aeroportos com um número determinado de operações diárias”, ele afirma.
O projeto está ligado ao Centro de Gestão em Engenharia (CGE) www.mec.ita.br/~cge, da Divisão de Engenharia Mecânica, criado para agregar esforços da área de Gestão e Apoio à Decisão. O CGE também é responsável pela publicação da Revista Gestão em Engenharia, lançada em dezembro de 2014.