Entendendo Sinais de Trânsito: Formas, Cores e Tecnologia Retrorrefletiva

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Histórico

Sinais de trânsito usam formas, cores, palavras e símbolos para comunicar uma mensagem aos motoristas. Sem tais sinais, o movimento do tráfego seria desordenado e imprevisível. Virtualmente todos os sinais de trânsito usam revestimento retrorrefletivo, projetado para refletir parte da luz dos faróis dos veículos de volta ao motorista para que o sinal seja visível à noite. Cor e forma também podem fornecer pistas aos motoristas mesmo quando as palavras ou símbolos no sinal são ininteligíveis. Sinais regulamentares, como limites de velocidade, são geralmente retangulares e usam fundo branco. Placas de "PARE", por outro lado, têm formato octogonal distinto e fundo vermelho para chamar a atenção do motorista.

Designers devem utilizar elementos como forma e considerar propriedades dos materiais na criação de sinais que motoristas possam ver e entender a tempo de reagir apropriadamente. Contraste, que é uma medida do brilho da mensagem em relação ao seu fundo, é uma propriedade importante de qualquer sinal. O pano de fundo ambiental — geralmente vegetação verde e céu azul — também deve ser considerado no processo de design. Uma borda é colocada ao redor de todos os sinais para distingui-los como formas geométricas em contraste com a natureza.

Para manter aparências semelhantes entre sinais de trânsito, o Manual sobre Dispositivos Uniformes de Controle de Tráfego (MUTCD), aprovado federalmente, fornece especificações para dimensões dos sinais e uso de símbolos. Além disso, o MUTCD prescreve que todos os sinais sejam retrorrefletivos ou iluminados.

História

Cidadãos na América começaram a formar clubes de automóveis no início de 1900. Estes grupos assumiram a si mesmos a marcação de suas seções locais de rodovia com sinais para alertar e direcionar motoristas. Este esforço disperso resultou em uma ampla variedade de designs e mensagens de sinais em diferentes seções de rodovia, o que causou confusão entre motoristas. Em 1924, os primeiros passos rumo à uniformidade nacional em sinais de rodovia foram dados pelo Bureau of Public Roads. Designers enfrentaram o desenvolvimento de sinais para guiar uma população de motoristas largamente analfabeta. Como resultado, cor e forma foram componentes especialmente importantes dos sinais desde o início.

Sinais antigos não possuíam a tecnologia retrorrefletiva prevalente nos sinais de hoje. Em 1924, amarelo brilhante foi escolhido como cor de fundo para todos os sinais de advertência, e branco era a cor de fundo para todos os sinais restantes. Estas cores mais claras proporcionavam o maior contraste com letras pretas, especialmente quando os sinais eram vistos com o auxílio de faróis à noite. Sinais posteriores usaram esferas de vidro para produzir um efeito retrorrefletivo à noite. Esferas — aproximadamente 20 mm (0,75 polegada) de diâmetro — eram coladas nos sinais na forma de números (como o limite de velocidade) ou símbolos para informar e alertar motoristas noturnos.

O desenvolvimento de revestimento retrorrefletivo pela empresa 3M na década de 1940 mudou a face dos sinais de trânsito para sempre. Este material, com elementos refletivos como esferas de vidro sobre ou sob um filme plástico transparente, permitiu melhor visibilidade de sinais à noite. Diferente de reflexão difusa e espelho, ou reflexão especular, a retrorreflexão permite que uma superfície retorne uma porção de luz à fonte original. Na reflexão difusa, a luz refletida é espalhada em todas as direções, como quando a luz solar ricocheteia em um carro. No espelho Na reflexão difusa, a luz refletida é espalhada em todas as direções. Na reflexão de espelho, a luz ricocheteia e reflete na superfície em um ângulo oposto à fonte. A retrorreflexão permite que feixes de luz "dobrem" e retornem em direção à fonte de luz original. reflexão de espelho, a luz ricocheteia e reflete na superfície em um ângulo oposto à fonte; isso é semelhante a uma bola de bilhar atingindo a borda da mesa em um ângulo raso e ricocheteando para a outra extremidade da mesa. Material retrorrefletivo, por outro lado, permite que feixes de luz "dobrem" e retornem em direção à fonte de luz original.

O primeiro sinal de trânsito usando revestimento refletivo foi instalado nos arredores de Minneapolis em 1939. A superfície do revestimento era coberta com minúsculas esferas de vidro que produziam a retrorrefletividade desejada. No entanto, sujeira tendia a se acumular na superfície granulada e, durante tempo úmido, a água cobria a superfície e diminuía os efeitos refletivos das esferas.

Estes problemas foram resolvidos dentro de alguns anos. Um sistema de lente fechada foi desenvolvido, essencialmente cobrindo o revestimento com esferas com um filme transparente que mantinha as qualidades retrorrefletivas da superfície. Este tipo de revestimento, referido na época como "revestimento de topo plano", agora é conhecido como revestimento de grau de engenharia. É o grau mais econômico e pode ser usado em sinais em áreas com tráfego leve e velocidades baixas.

O próximo grande desenvolvimento veio no final da década de 1960 quando o revestimento de lente encapsulada foi inventado, basicamente adicionando uma base de resina e uma camada refletiva adicional atrás das esferas de vidro. Este material de alta intensidade é três a quatro vezes mais brilhante que o grau de engenharia, e mantém sua refletividade por mais tempo; é agora o tipo mais comumente usado de revestimento refletivo.

Outra inovação significativa veio em 1989 com a substituição de microprismas refletivos microscópicos pelas esferas de vidro tradicionais. Há cerca de 7.000 microprismas por polegada quadrada (cerca de 10 por mm²) deste tipo de revestimento, produzindo cerca de três vezes o brilho da variedade de lente encapsulada. Este é o tipo de revestimento de alta performance mais durável e mais caro atualmente disponível.

Matérias-Primas

Sinais de trânsito consistem em três componentes básicos: uma base, revestimento de fundo e cópia do sinal. Bases, geralmente construídas de compensado, alumínio ou aço, servem como estrutura do sinal. Compensado é o material de base menos caro. É bastante forte mas suscetível a danos climáticos por ser poroso; bases de compensado devem ser revestidas com uma fina camada de plástico. Alumínio não enferruja, mas é muito leve e deve ser reforçado com braçadeiras metálicas na parte traseira. É a opção de base mais cara. Aço é uma alternativa mais econômica ao alumínio; também é mais robusto e não precisa de reforço. Ferrugem pode ser prevenida aplicando uma camada de zinco na base de aço.

Revestimento de fundo e letras e símbolos para a cópia do sinal são cortados de revestimento retrorrefletivo. Este revestimento consiste em minúsculas esferas de vidro ou microprismas embutidos em uma superfície plástica flexível; esta construção permite que a luz dos faróis de carros seja refletida do sinal de volta ao motorista. Luz colorida é refletida do sinal se o revestimento for tingido com um pigmento. Por exemplo, para fazer sinais "PARE", corante vermelho pode ser adicionado à mistura do revestimento quando está em forma líquida.

O Processo de Fabricação

A produção de sinais pode envolver muitos processos diferentes, dependendo se o revestimento retrorrefletivo usa adesivo sensível ao calor ou sensível à pressão e se serigrafia, gravação ou outros processos de coloração são usados. Muitos sinais de trânsito, no entanto, passam pelo seguinte processo usando adesivos sensíveis ao calor.

Corte da Base

• 1. A base do sinal é cortada, geralmente de uma chapa de aço ou alumínio, por uma máquina de cisalhamento de metal ou serra de fita. Cantos são arredondados usando o modo de seleção de arredondamento em uma máquina de perfuração. Furos para montagem do sinal são perfurados ou furados.

Verificação das Bases

• 2. As bases são verificadas quanto a quaisquer defeitos ou contaminação. Bases devem estar livres de sujeira para que o revestimento de fundo adira corretamente. O teste "Estalo de Fita" verifica a presença de sujeira. Um pedaço de fita celofane transparente é aplicado na superfície seca da base e "estralado" para cima em um ângulo reto. A presença de cor ou partículas na fita indica contaminação. Qualquer traço de óleo ou cera é testado pelo exercício "Quebra de Água". Água derramada sobre a superfície da base deve fluir uniformemente e completamente; ação de formação de gotas denota contaminação.

Desengorduramento das Bases

• 3. A superfície da base é limpa com aguarrás ou nafta para remover impressões digitais gordurosas. A superfície é seca com um pano limpo e sem fiapos antes que a solução evapore. A base é então desengordurada por imersão em um banho de vapor de tricloroetileno ou percloroetileno. Certas soluções alcalinas podem ser usadas em vez dos vapores no banho. Um enxágue com água depois não é necessário.

Corte das Folhas Retrorrefletivas

• 4. Usando tesouras, lâminas de barbear, faca ou cortador de papel, folhas individuais de revestimento retrorrefletivo de fundo são cortadas à mão. Múltiplas folhas, por outro lado, são cortadas usando uma serra de fita. Neste processo, a forma do sinal é traçada em um wallboard de 3,2 mm (0,125 polegada). Este wallboard é colocado sobre cerca de 50 folhas, fixado e pregado em uma base de corte dura. A serra de fita segue o padrão e corta as folhas.
• 5. Letras e símbolos são perfurados de revestimento retrorrefletivo branco ou preto seja à mão ou usando uma prensa "clicker". Até 29 folhas podem ser colocadas na prensa de uma vez; matrizes de corte, que funcionam muito como cortadores de massa de biscoito, são colocadas na máquina para produzir os caracteres desejados.

Aplicação da Folha na Base do Sinal

• 6. O forro adesivo no verso do revestimento de fundo é removido em um movimento, e o revestimento é aplicado na superfície seca da base. O sinal é passado por um grande aplicador de rolo de compressão para remover bolhas de ar presas entre o revestimento e a base. Bordas são então aparadas.

Aquecimento do Sinal

• 7. O sinal é colocado em um aplicador a vácuo com lâmpada de calor por um minuto, removido, e deixado esfriar antes que a cópia do sinal e a borda sejam colocadas no sinal. O aplicador de rolo de compressão ou um rolo manual é usado sobre a cópia para eliminar bolhas de ar. O sinal é então coberto com uma folha plástica deslizante e colocado no aplicador a vácuo com lâmpada de calor por mais um minuto.

O Futuro

Embora possibilidades exóticas como projetar sinais de trânsito holográficos acima da via tenham sido sugeridas para o futuro, é mais provável que motoristas vejam refinamentos convencionais de sinais para torná-los mais visíveis, particularmente à noite. Sinais de rua internamente iluminados já estão em uso em partes de Nevada e Califórnia. Como áreas urbanas — a "Strip" dos cassinos de Las Vegas sendo um caso extremo — são frequentemente iluminadas intensamente durante toda a noite, sinais retrorrefletivos são mais difíceis para motoristas lerem. Sinais alimentados eletricamente nos quais lâmpadas internas iluminam cópia translúcida tornam os sinais significativamente mais visíveis.

Este sinal de estrada entalhado e pintado de 1875 do Condado de Berks, Pensilvânia, bastava quando veículos passavam a apenas três ou quatro milhas por hora. (Das coleções do Henry Ford Museum & Greenfield Village.)

Começando na década de 1880, bem antes da era do automóvel, a Liga de Ciclistas Americanos, um clube nacional de bicicletas, fez lobby por melhores estradas e sinais. Seus esforços pioneiros foram apenas posteriormente expandidos por clubes de automóveis e entusiastas. Sinais de estrada tinham que preencher funções muito exigentes. Tinham que ser compreensíveis à distância na noite mais escura e na tarde mais brilhante contra fundos diversos. Tinham que fornecer informação sucinta a uma distância suficiente para que motoristas tivessem tempo de tomar decisões e manobrar seus veículos com segurança na direção apropriada. À medida que viagens longe de casa se tornaram mais comuns, a padronização tornou-se mais desejável.

Curiosamente, à medida que mais e mais americanos pegavam a estrada para distâncias maiores, empresas responderam exibindo sinais distintos na estrada. Na década de 1930, especificamente, empresas procuraram características de design que permitissem motoristas tomar decisões oportunas mesmo viajando à velocidade vertiginosa de 56 km/h. A Texaco assumiu a liderança entre grandes empresas de petróleo, substituindo seus postos de gasolina com estilo regional por um design padronizado em 1936. Projetado por Walter Dorwin Teague, o novo prédio em forma de geladeira era branco com três listras horizontais verdes e a estrela vermelha da Texaco. Um sinal distinto em forma de banjo carregando o emblema da Texaco ficava na frente. A um quarto de milha de distância, motoristas sabiam que se aproximavam de um posto Texaco mesmo sem ler uma palavra.

William S. Pretzer

Interplex Solar desenvolveu sinais de trânsito autoiluminados que usam diodos emissores de luz (LEDs) alimentados por baterias carregadas por energia solar. Os LEDs, semelhantes aos usados em alguns displays de calculadoras, contornam as letras, símbolos e borda do sinal. Uma fotocélula sensível à luz liga e desliga o sinal conforme necessário. Já os departamentos de rodovias de cinco estados testaram ou encomendaram alguns destes sinais altamente visíveis. Como estes sinais custam $450 cada (aproximadamente cinco vezes o custo de um sinal de trânsito tradicional), seu uso pode ser restrito a trechos de estrada mais perigosos e interseções de alto acidente.