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INSTITUTO SUPERIOR DE ENGENHARIA DE LISBOA Departamento de Engenharia Civil

ISEL

ANÁLISE DE CUSTO-BENEFÍCIO DE INFRA-ESTRUTURAS RODOVIÁRIAS – METODOLOGIAS DE IMPLEMENTAÇÃO Ricardo Manuel Pintado Pereira (Bacharel) Dissertação para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de Especialização em Vias de Comunicação e Transportes Júri: Presidente: Doutora Maria da Graça Alfaro Lopes, Professora Coordenadora (ISEL) Vogais: Doutora Maria do Rosário Maurício Ribeiro Macário, Professora Auxiliar (IST) Mestre Paulo José de Matos Martins, Professor Adjunto (ISEL) Mestre Carlos Filipe da Fonseca Nunes Marques, Responsável da Unidade de Transportes, Energia e Ambiente (TIS.PT) Setembro de 2009


Organização da Dissertação 

CAPÍTULO 1 – INTRODUÇÃO

CAPÍTULO 2 – ESTADO DA ARTE DAS METODOLOGIAS DE CUSTO-BENEFÍCIO DE INFRA-ESTRUTURAS RODOVIÁRIAS

CAPÍTULO 3 – ANÁLISE DE METODOLOGIAS DE CUSTO BENEFÍCIO DE INFRA-ESTRUTURAS RODOVIÁRIAS

CAPÍTULO 4 – IMPLEMENTAÇÃO DE METODOLOGIAS DE CUSTO-BENEFÍCIO DE INFRA-ESTRUTURAS RODOVIÁRIAS

CAPÍTULO 5 – APLICAÇÃO DOS MODELOS EM CENÁRIOS DE ESTUDO

CAPÍTULO 6 – CONCLUSÕES E PERSPECTIVAS FUTURAS 2/34


1.1 Enquadramento 

O transporte contribui significativamente para o crescimento económico das sociedades.

A maior parte dos sistemas de transportes (nomeadamente o rodoviário) não afectam essas sociedades somente de maneira positiva mas também de forma negativa (aumento do ruído e da poluição atmosférica);

Esses efeitos negativos, são designados por impactes externos, ou externalidades;

1.2 Objectivos 

Realizar uma revisão dos principais projectos que abordem esta temática;

Diferenciar os tipos de custos reais existentes (custos totais, médios e marginais) e verificar qual o contexto da sua empregabilidade;

Porporcionar um conjunto de modelos para a avaliação de projectos e para a identificação e fixação dos preços das portagens de infraestruturas rodoviárias;

Verificar a viabilidade de aplicação dos modelos analisados ao caso das concessões rodoviárias nacionais, com base nos dados disponiveis. 3/34


Organização da Dissertação 

CAPÍTULO 1 – INTRODUÇÃO

CAPÍTULO 2 – ESTADO DA ARTE DAS METODOLOGIAS DE CUSTO-BENEFÍCIO DE INFRA-ESTRUTURAS RODOVIÁRIAS

CAPÍTULO 3 – ANÁLISE DE METODOLOGIAS DE CUSTO BENEFÍCIO DE INFRA-ESTRUTURAS RODOVIÁRIAS

CAPÍTULO 4 – IMPLEMENTAÇÃO DE METODOLOGIAS DE CUSTO-BENEFÍCIO DE INFRA-ESTRUTURAS RODOVIÁRIAS

CAPÍTULO 5 – APLICAÇÃO DOS MODELOS EM CENÁRIOS DE ESTUDO

CAPÍTULO 6 – CONCLUSÕES E PERSPECTIVAS FUTURAS 4/34


2.1 Definição do Custo Total, Médio e Marginal 

Os custos totais são os custos associados a todos os custos provocados pela actividade dos transportes;

Os custos médios é a devisão do custo total pela produção inerente ao mesmo;

Os custos marginais correspondem ao custo adicional de produzir mais uma unidade de transporte;

Estes tipos de custo têm grande utilidade na área das infraestruturas rodoviárias da seguinte forma: 

Os custos totais e médios permitem tomar decisões sobre avaliação de projectos;

Os custos marginais são no fundo custos que têm alguma relevância para decisões sobre “preços eficientes”. 5/34


2.2 Principais Projectos Internacionais 

Foram realizados diversos estudos/projectos internacionais sobre esta temática, destacando-se os seguintes:     

   

PETS – Pricing European Transport System; EUNET – Socio-Economic and Spatial Impacts of Transport Infrastructure Investments and Transport System Improvements; FISCUS – Cost Evaluation and Financing Schemes for Urban Transport Systems; HLG-TIC – High Level Group on Transport Infrastructure Charging, Final Report on Estimating Transport Costs; UNITE – Unification of Accounts and Marginal Costs for Transport Efficiency; ECT – External Costs of Transports; HEATCO – Developing Harmonised European Approaches for Transport Costing and Project Assessment; GRACE – Generalisation of Research on Accounts and Cost Estimation; IMPACT – Internalisation Measures and Policies for All External Cost of Transport;

Manuais de referência:  Manual COBA – Design Manual for Roads and Bridges: Vol 13, Great  

Britain Department for Transport 2002; TAG – Transport Analysis Guindance, Great Britain Department for Transport 2009; Manual Alemão; 6/34


2.3 Principais Projectos Nacionais 

A nível nacional também se realizou alguns projectos/estudos, destacando-se os seguintes: – Estimação de Custos e Benefícios Reais para a Avaliação Económica de Projectos de Investimento Rodoviário em Portugal. Macário et al, TIS.PT;

ESTRADA (2007)

Martins (2001)

Santos (2007) – Modelação dos Custos do Utente na Estrada, dissertação

– Metodologias para a Quantificação e Internalização dos Custos Externos no Sector dos Transportes, dissertação de mestrado de Paulo Martins, IST;

de doutoramento de Bertha Santos, UBI;

Nos projectos internacionais PETS e UNITE foram produzidos estudos específicos para Portugal pelos parceiros portugueses no consórcio, temos os estudos: 

Case Study: Lisbon, the Crossing of the River Tagus, PETS deliverable 12, José Viegas, Rosário Macário, Paulo Martins (TIS), 1999;

Accident Cost Case Studies, Case Study 8b: Marginal External Accident Cost in Stockholm and Lisbon, UNITE anexo 8b do deliverable 9, Gunnar Lindberg (VTI), TIS, 2002. 7/34


2.4 Avaliação de Projectos de Infra-estruturas Rodoviárias 

Em termos de avaliação de projectos de infra-estruturas rodoviárias, temos: 

GCBA (2008) “Guide to Cost-Benefit Analysis of Investment Projects”

HDM “Highway Development and Management” – software de avaliação económica de investimentos em projectos de infra-estruturas rodoviárias proposto pelo Banco Mundial;

COBA “Cost Benefit Analysis – software de análise do custo-benefício de infra-estruturas rodoviárias promovido pelo Departamento de Transportes do Reino Unido.

– Guia de Avaliação de Projectos da UE;

Fonte: site da Internet do Jornal da Construção

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Organização da Dissertação 

CAPÍTULO 1 – INTRODUÇÃO

CAPÍTULO 2 – ESTADO DA ARTE DAS METODOLOGIAS DE CUSTO-BENEFÍCIO DE INFRA-ESTRUTURAS RODOVIÁRIAS

CAPÍTULO 3 – ANÁLISE DE METODOLOGIAS DE CUSTO BENEFÍCIO DE INFRA-ESTRUTURAS RODOVIÁRIAS

CAPÍTULO 4 – IMPLEMENTAÇÃO DE METODOLOGIAS DE CUSTO-BENEFÍCIO DE INFRA-ESTRUTURAS RODOVIÁRIAS

CAPÍTULO 5 – APLICAÇÃO DOS MODELOS EM CENÁRIOS DE ESTUDO

CAPÍTULO 6 – CONCLUSÕES E PERSPECTIVAS FUTURAS 9/34


3.1 Metodologias de Cálculo de Custo-benefício de Infraestruturas Rodoviárias

UTENTES

As principais categorias de custos, utilizadas na determinação de custos e benefícios de infra-estruturas rodoviárias, são:

SOCIEDADE

– todos os custos (construção, manutenção, operação e administração) resultantes da utilização da infra-estrutura rodoviária;

Custos da Infra-estrutura

Custos do Congestionamento e Atrasos

Custos de Operação de Veículos – custos resultantes da utilização do

– custo resultante do tempo gasto a mais pelo utente num determinado percurso devido a situações de congestionamento;

veículo em termos de consumo de combustível e de outros consumíveis (óleos, água, etc..); – custos resultantes dos danos materiais e na saúde humana derivado dos acidentes;

Custos dos Acidentes

Custos do Ruído – custos resultantes dos danos (no incómodo e na saúde humana) da emissão de ruído dos veículos; – custos resultantes dos danos (humanos, no solo, na água e na biosfera) das emissões de gases de escape (SO2, NOX, PM, NMVOC) dos véiculos para a atmosfera

Custos da Poluição Atmosférica

Custos do Aquecimento Global – custos resultantes do aquecimento global resultante da emissão de dióxido de carbono (CO2) para a atmosfera por parte dos veículos; 10/34


3.2 Metodologias de Avaliação de Projectos de Infraestruturas Rodoviárias 

O

GCBA (2008), é um guia de avaliação de projectos da União Europeia

com o objectivo de oferecer uma orientação sobre avaliação de projectos. A avaliação de projecto segundo o GCBA 2008 é composto por 7 passos: 1. 2. 3. 4. 5.

6. 7.

Apresentação e discussão do contexto sócio-económico e dos objectivos do projecto; A identificação clara do projecto; O estudo da viabilidade do projecto e das opções alternativas ao mesmo; Análise Financeira do projecto; Análise Económica:  VAL (Valor Actual Líquido);  TIR (Taxa Interna de Rentabilidade);  Rácio (Benefício/Custo); Análise Multicritério – quando é dificil a atribuição de um valor monetário; Análise da sensibilidade e risco – investigação do impacte da variação dos parâmetros chave na análise de resultados. 11/34


Organização da Dissertação 

CAPÍTULO 1 – INTRODUÇÃO

CAPÍTULO 2 – ESTADO DA ARTE DAS METODOLOGIAS DE CUSTO-BENEFÍCIO DE INFRA-ESTRUTURAS RODOVIÁRIAS

CAPÍTULO 3 – ANÁLISE DE METODOLOGIAS DE CUSTO BENEFÍCIO DE INFRA-ESTRUTURAS RODOVIÁRIAS

CAPÍTULO 4 – IMPLEMENTAÇÃO DE METODOLOGIAS DE CUSTO-BENEFÍCIO DE INFRA-ESTRUTURAS RODOVIÁRIAS

CAPÍTULO 5 – APLICAÇÃO DOS MODELOS EM CENÁRIOS DE ESTUDO

CAPÍTULO 6 – CONCLUSÕES E PERSPECTIVAS FUTURAS 12/34


4. IMPLEMENTAÇÃO DE METODOLOGIAS DE CUSTOBENEFÍCIO DE INFRA-ESTRUTURAS RODOVIÁRIAS

Fonte: Elaboração própria

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4.1 Avaliação de Projectos de Infra-estruturas Rodoviárias – Utilizando Custos Totais e Médios

Fonte: Google maps Fonte: Elaboração própria

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4.1.1 Modelo HDM-4 – Avaliação de Projectos de Infraestruturas Rodoviárias O modelo/software HDM-4 (Highway Developement and Management) é constituido por: 

Módulos de input (introdução de dados):   

 

Modelos cálculo utilizados pelo software: 

  

características da frota de veículos; características da rede rodoviária; trabalhos de manutenção e melhoramentos; comportamentos do fluxo de tráfego (tipos de fluxos, velocidade, acidentes); unidades monetárias e parâmetros de calibração;

Modelo de deterioração da estrada; Modelo de efeitos dos trabalhos de manutenção e melhoramentos; Modelo dos efeitos para os utentes; Modelo dos efeitos sociais e ambientais;

Ferramentas de análise utilizadas pelo HDM4:   

Análise de projecto (viabilidade económica); Análise programada (programação de trabalhos); Análise estratégica (planeamento do financiamento). 15/34


4.1.2 Modelo Proposto – Avaliação de Projectos de Infra-estruturas Rodoviárias

Fonte: Elaboração própria

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4.2 Identificação e Fixação de Preços das Portagens de Infra-estruturas Rodoviárias – Utilizando Custos Marginais

Fonte: Google maps

Fonte: Elaboração própria

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4.2.1 Modelo GRACE – Identificação e Fixação dos Preços das Portagens de Infra-estruturas Rodoviárias 

O modelo/software GRACE permite o cálculo dos custos marginais (€ ct/veículo.Km) externos, para todas as principais categorias de custos externos e para uma vasta gama de tipos de veículos;

O software GRACE necessita de ser calibrado com os seguintes dados:  Localização da estrada (País);  Tipo de estrada (EN ou AE);  Extensão da estrada;  Volume de tráfego por período do dia (hora de ponta, fora da hora de ponta e nocturno);  Nº de acidentes/ano por tipo de gravidade (mortes, feridos graves, feridos ligeiros);  População Exposta por Km de estrada.

Fonte: Software GRACE

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4.2.2 Modelo Proposto – Identificação e Fixação dos Preços das Portagens de Infra-estruturas Rodoviárias

Fonte: Elaboração própria

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Organização da Dissertação 

CAPÍTULO 1 – INTRODUÇÃO

CAPÍTULO 2 – ESTADO DA ARTE DAS METODOLOGIAS DE CUSTO-BENEFÍCIO DE INFRA-ESTRUTURAS RODOVIÁRIAS

CAPÍTULO 3 – ANÁLISE DE METODOLOGIAS DE CUSTO BENEFÍCIO DE INFRA-ESTRUTURAS RODOVIÁRIAS

CAPÍTULO 4 – IMPLEMENTAÇÃO DE METODOLOGIAS DE CUSTO-BENEFÍCIO DE INFRA-ESTRUTURAS RODOVIÁRIAS

CAPÍTULO 5 – APLICAÇÃO DOS MODELOS EM CENÁRIOS DE ESTUDO

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5. Aplicação dos Modelos a Cenários de Estudo 

De seguida vai-se aplicar os modelos definidos anteriormente a dois cenários de estudo da seguinte forma:

Fonte: Elaboração própria

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5.1 Cenário de Estudo 1: Estrada Nacional EN125 (Algarve) Avaliação de Projectos  Os dois projectos, aplicados à EN125, que vão ser alvo de avaliação económica são:  Projecto de conservação e reabilitação do (intervenção 1A e 1B)– aplicação do modelo HDM-4;

pavimento

 Projecto de construção da variante de Olhão (intervenção 2)– aplicação do modelo Proposto.

Fonte: Google maps

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5.1.1 Avaliação do projecto de conservação e reabilitação do pavimento da EN125 – utilizando o modelo HDM-4 De seguida iremos analisar qual a melhor alternativa de projecto (tabela seguinte) de conservação e reabilitação do pavimento da EN125 para os troço 1 (Vila do Bispo – Lagos) e troço 2 (Lagos – Nó do IC4) através do software HDM-4.

Nota: IRI (International Roughness Index) – é um índice que define a irregulariedade do pavimento rodoviário segundo uma escala classificada de 1 (muito regular) e 10 (muito irregular)

Fonte: Software HDM-4

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5.1.1 Avaliação do projecto de conservação e reabilitação do pavimento da EN125 – utilizando o modelo HDM-4 

Análise Económica (Custos do Utente da Estrada): Análise Económica do Projecto de Conservação e Reabilitação do Pavimento da EN125

Troço em Análise

Troço 1: Vila do Bispo Lagos

Troço 2: Lagos – Nó do IC4

Alternativa de projecto

Aumento nos custos de projecto (C)

Diminuição nos custos dos utentes da estrada (B)

Valor actual liquido (VAL=B-C)

Taxa de Interna de Rentabilidade (TIR)

GAFR6

4.823.535,10 €

121.601.000,00 €

116.777.464,90 €

91,30%

GASO4-5

-263.421,14 €

128.249.000,00 €

128.512.421,14 €

87,80%

GATO3

846.777,90 €

139.413.000,00 €

138.566.222,10 €

69,27%

GAFR6

25.833.915,36 €

125.547.000,00 €

99.713.084,64 €

132,44%

GASO4-5

5.841.917,06 €

276.147.000,00 €

270.305.082,94 €

141,46%

GATO3

7.645.058,74 €

325.156.000,00 €

317.510.941,26 €

61,01%

Fonte: Software HDM-4

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5.1.1 Avaliação do projecto de conservação e reabilitação do pavimento da EN125 – utilizando o modelo HDM-4 

Em termos Ambientais (aumento das emissões atmosféricas dos gases de escape – g/1000v.Km): Troço 1 (Vila do Bispo – Lagos)

Troço 2 (Lagos – Nó do IC4)

Fonte: Software HDM-4

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5.1.2 Avaliação do projecto de construção da variante de Olhão – utilizando o modelo Proposto 

Utilizou-se o modelo proposto para determinar qual a melhor alternativa do projecto, sob o ponto de vista económico, de construção de uma variante em Olhão (figura seguinte);

Fonte: Google maps

A avaliação económica do projecto de construção de uma variante engloba 3 cenários:  sem projecto “não fazer nada” – sem construção da variante;  com projecto “fazer qualquer coisa” – construção da variante com 2 vias;  com projecto “fazer qualquer coisa” – construção da variante com 4 vias. 26/34


5.1.2 Avaliação do projecto de construção da variante de Olhão – utilizando o modelo Proposto 

Análise Económica (Custos do Utente+Custos Ambientais): Análise Económica do Projecto da Construção de uma Variante Indicadores Económicos Alternativas de Projecto

Construção de uma Variante com 2 vias

Construção de uma variante com 4 vias

Período

Valor Actual Líquido (VAL)

Taxa Interna de Rentabilidade (TIR)

Rácio Benefício/Custo (B/C)

Hora de Ponta

7.304.396,97 €

15,29%

4,25

Fora da Hora de Ponta

5.417.076,90 €

12,92%

3,41

637.872,92 €

5,40%

1,28

Geral

4.453.115,60 €

11,21%

2,98

Hora de Ponta

5.835.568,53 €

10,05%

2,48

Fora da Hora de Ponta

3.736.761,29 €

8,17%

1,95

Nocturno

-1.118.891,10 €

2,36%

0,72

Geral

2.817.812,91 €

6,86%

1,72

Nocturno

Fonte: Elaboração própria

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5.2 Cenário de Estudo 2: Auto-estrada A9 Identificação e Fixação dos Preços da Portagem 

Identificação e fixação dos preços da portagem de cada troço (ver tabela) da auto-estrada A9 que liga o E. Nacional (Oeiras) a Alverca (ver figura):  Modelo GRACE;  Modelo Proposto.

Troços da A9

Extensão (Km)

Estádio Nacional (Oeiras) – Queluz (*)

3,4

Queluz - Pontinha

6,0

Pontinha - Odivelas

6,8

Odivelas - Zambujal

7,9

Zambujal - Alverca

11,3

Total

35,4

* Troço sem portagem

Fonte: Google maps

Fonte: Elaboração própria

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5.2.1 Identificação e Fixação dos Preços de Portagens da A9 

Rácio (Preço da Portagem / Custo calculado pelo Modelo Proposto): Rácio (Preço da Portagem/Custo Calculado)

Período da Hora de Ponta

Rácio (Preço da Portagem/Custo Calculado) Período Fora da Hora de Ponta

Classe de Veículo

Classe de Veículo

Troços da A9

Classe 1

Classe 2

Classe 3

Classe 4

Troços da A9

Classe 1

Classe 2

Classe 3

Classe 4

Queluz - Pontinha

0,56

0,56

0,36

0,30

Queluz - Pontinha

0,78

0,61

0,43

0,33

Pontinha - Odivelas

1,14

1,03

0,67

0,51

Pontinha - Odivelas

1,29

1,02

0,70

0,52

Odivelas - Zambujal

1,39

1,91

1,13

0,80

Odivelas - Zambujal

1,79

2,31

1,42

0,92

Zambujal - Alverca

2,60

3,32

1,68

1,08

Zambujal - Alverca

2,67

3,28

1,68

1,07

Rácio (Preço da Portagem/Custo Calculado)

Período Nocturno

Rácio<1 – Preço da portagem não conforme com o custo calculado

Rácio≥1 – Preço da portagem em conformidade com o custo calculado

Classe de Veículo

Troços da A9

Classe 1

Classe 2

Classe 3

Classe 4

Queluz - Pontinha

0,31

0,20

0,15

0,12

Pontinha - Odivelas

0,56

0,35

0,26

0,21

Odivelas - Zambujal

1,53

1,53

1,03

0,71

Zambujal - Alverca

1,91

1,80

1,08

0,75

Fonte: Elaboração própria

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5.2.1 Identificação e Fixação dos Preços de Portagens da A9 % de cada categoria de custo no custo total determinado pelo modelo:

PERÍODO FORA DA HORA DE PONTA

60,00%

70,00%

% do Custo Total Marginal

80,00%

50,00% 40,00% 30,00% 20,00% 10,00%

60,00% 50,00% 40,00% 30,00% 20,00% 10,00%

0,00%

0,00%

Classe 1

Classe 2

Classe 3

Classe 4

Classe 1

Classe 2 Classe 3 Classes de Veículos

Classes de Veículos

Classe 4

Período Nocturno 100,00% 90,00%

% do Custo Total Marginal

% do Custo Total Marginal

PERÍODO DA HORA DE PONTA 70,00%

80,00% 70,00% 60,00% 50,00% 40,00% 30,00% 20,00% 10,00% 0,00% Classe 1

Classe 2 Classe 3 Classes de Veículos

Fonte: Elaboração própria

Classe 4

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Organização da Dissertação 

CAPÍTULO 1 – INTRODUÇÃO

CAPÍTULO 2 – ESTADO DA ARTE DAS METODOLOGIAS DE CUSTO-BENEFÍCIO DE INFRA-ESTRUTURAS RODOVIÁRIAS

CAPÍTULO 3 – ANÁLISE DE METODOLOGIAS DE CUSTO BENEFÍCIO DE INFRA-ESTRUTURAS RODOVIÁRIAS

CAPÍTULO 4 – IMPLEMENTAÇÃO DE METODOLOGIAS DE CUSTO-BENEFÍCIO DE INFRA-ESTRUTURAS RODOVIÁRIAS

CAPÍTULO 5 – APLICAÇÃO DOS MODELOS EM CENÁRIOS DE ESTUDO

CAPÍTULO 6 – CONCLUSÕES E PERSPECTIVAS FUTURAS 31/34


6. CONCLUSÕES E PERSPECTIVAS FUTURAS 

O modelo HDM-4 (modelo de engenharia) necessita de uma quantidade de dados que por vezes são de difícil obtenção;

Como trabalho futuro a realizar nesta temática, era importante alargar o estudo das categorias de custos, para os:  

   

Custos da redução da qualidade da paisagem; Custos da poluição do solo e da água; Custos para áreas sensíveis; Custos da poluição causada pelos acidentes; Custos adicionais em áreas urbanas; Custos da dependência energética;

Como recomendações futuras, na área da avaliação de projectos de infra-estruturas rodoviárias era importante criar uma conta nacional de transportes por dois motivos:  para que exista uma uniformização de metodologias de determinação de custos;  para evitar a grande divergência de valores de referência necessários para a calibração de modelos de determinação de custos. 32/34


FIM 

OBRIGADO PELA VOSSA ATENÇÃO

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Análise Custo-Benefício de Infra-Estruturas Rodoviárias – Metodologias de Implementação