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Cómo cuantificar el tráfico en las carreteras

05/05/2017

En el mundo existen 1.500 millones de vehículos en circulación, para lo que se necesitaría una carretera de una longitud igual a la del ecuador (40.075 km) con 160 carriles que pueda almacenar dicho volumen. La mayor parte de ellos se concentran las principales ciudades de cada país, haciendo muy necesaria la gestión del tráfico con el fin de mejorar la movilidad modal a partes iguales. El conocimiento del número de automóviles que circulan por las carreteras es la clave para poder alcanzar el equilibrio anteriormente mencionado, y se consigue gracias a los sistemas de captura de datos de circulación (estaciones de aforos).

La localización de los sistemas de captación se situa en las vías tanto de acceso como de circulación en grandes ciudades, en carreteras interurbanas con elevadas cargas de tráfico puntuales semanal o anualmente (durante los fines de semana, desplazamientos vacacionales…), en calzadas de circulaciones fronterizas para la evaluación y estudio de ciertos movimientos característicos, …

Con estas estaciones de aforos se recaba cierta información acerca de las características de la circulación de vehículos en las carreteras existentes como las intensidades de circulación (número de vehículos que atraviesan una determinada sección de la vía en la unidad de tiempo), las velocidades y tiempos de recorridos de los vehículos, la distribución por tipos de vehículos, el número de vehículos extranjeros y de mercancías peligrosas, etc.

La siguiente serie de tareas mencionadas a continuación son posibles gracias a la utilización de los datos de tráfico, muchos de ellos obtenidos de los aforos.

  • Planificación intermodal. Análisis del diseño e inversiones en los distintos modos (reparto de viajeros y mercancías en los distintos modos de transporte)
  • Planificación modal, análisis y evaluación de las necesidades de actuaciones en cada tramo de red. (IMD[1], velocidad, IH30[2]…)

    [1] Intensidad Media Diaria (IMD): Número total de vehículos que circulan por una    sección de la vía durante un año, dividido por 365 (días). Se utiliza para la clasificación de los diferentes tipos de carreteras.

    [2] Intensidad de Hora 30 (IH30): Valor de la intensidad (horaria) únicamente superada durante 30 horas a lo largo de un año. Es utilizado para el dimensionamiento de las vías, oscilando en la mayoría de los casos entre el 11 y 17% de la IMD.

  • Proyectos de dimensionamiento de una carretera (geométrico o de firmes)
  • Conservación y Explotación, actuaciones en función de la magnitud y distribución del tráfico.
  • Financiación de autopista de peaje
  • Previsiones del tráfico futuro en una vía. Obtención a partir del tráfico actual, tráfico transferido e inducido y variables macroeconómicas.
  • Programas de Seguridad vial, accidentalidad, mercancías peligrosas, velocidad, tráfico …
  • Previsiones Macroeconómicas y Determinación del Tráfico de países o regiones más pequeñas.
  • Inversiones según necesidades, según los ingresos según tráfico y consumos de combustibles.

La movilidad por carretera en España pega un duro golpe en 1956-1998 junto a elevadas variaciones en la actividad económica, social y territorial multiplicándose el número de kilometro/recorrido de viajeros por 35 y el número de toneladas recorridas por kilómetros por 18. Ha producido la necesidad de cuantificar el tráfico existente, tanto por el usuario como por la Administración para el mejor uso y dimensionamiento de la red viaria española.

Esta necesidad hizo que, en 1960, en España se realizase el primer Plan Anual de Aforos sobre los 80.000 Km que componía la Red de Carreteras del Estado de entonces (80.000 km) por la Dirección General de Carreteras del Ministerio de Fomento, uniéndose a partir de 1990 los planes de aforos autonómicos y provinciales. A fechas de 2016, en la Red de Carreteras de España (RCE) existen 3.262 aforos que recogen el tráfico que circula por cada sección de carretera medida, aportando datos tan notables como la IMD, el porcentaje de vehículos pesados y motocicletas y la intensidad diaria de vehículos extranjeros.

Tener un concienzudo conocimiento de las constantes vitales del tráfico de una red viaria, requiere el establecimiento de una serie de estaciones dedicadas al aforo de vehículos, situadas en puntos estratégicos previamente escogidos.

En las zonas de gran tráfico se realiza un conteo más exhaustivo y de mayor duración, por lo contrario, en las que la movilidad es reducida se limita a aforos de cortos periodos de tiempo. En el caso del Plan de Aforos del Ministerio de Fomento (RCE), se distingue 3 tipos de estaciones a tenor del periodo de medición que lo componen.

Fuente: E-asphalt, Red vial de España, 2001
  • Estaciones permanentes: se realiza un aforo continuo por medio de un contador automático[1], conociéndose la intensidad de cada una de las horas durante todo un año. Con ello se consiguen los ciclos y fluctuaciones del trafico diarios, semanal y anual, así como las tendencias de evolución a largo plazo.[1] Aforos automáticos, se basan en la utilización de mecanismos automáticos que detectan el paso de vehículos, procediendo a su conteo y posterior almacenamiento.
  • Estaciones de control: Su objeto es la detección de las variaciones diarias, semanales y anuales que se producen en la intensidad del tráfico. Según el periodo de aforo empleado se subdividen en:
    • Primarias: trabajan durante una semana completa o al menos un periodo de 4 días (2 laborales, un sábado y un domingo), con un intervalo de repetición de uno o dos meses
    • Secundarias: se afora un día laborable completo cada dos meses y se colocan en tramos de carretera en el que se suponga constante la intensidad vehicular.
  • Estaciones de cobertura: estima la IMD a partir de un único aforo anual (como mínimo) y de duración inferior a las 24 horas. Son recomendables dos mediciones al año.

Según el entorno, el objeto y el periodo de la medición se determina la localización y el tipo de los sistemas de captación. A día de hoy existe una amplia tipología de dispositivos para recoger datos sobre el estado del tráfico que al menos son capaces de medir la intensidad de la vía, la velocidad de circulación y el tipo de vehículo (ligero o pesado). A continuación, se mencionan las distintas tecnologías aplicadas para la recolección de estos parámetros, así como una tabla comparativa con sus ventajas y desventajas:

  • Aforos manuales: Su metodología es simple, el observador se coloca en una sección de carretera y realiza un conteo de todos los vehículos que circulan por ella, mediante impresos destinados a tal efecto o a través de pulsadores
Fuente: Slideshare , Trabajo de Pavimentos , Cálculo de aforo vehicular
  • Aforos Neumáticos: constan de un captador formado por uno o dos tubos (separados a un metro de distancia) de goma colocado transversalmente sobre la calzada, y un detector compuesto por una membrana formada por dos laminas metálicas que entran en contacto cada vez que un vehículo pisa el captador
Fuente: Trabajos de Campo realizados por Vectio
  • De lazo inductivo (principio de inducción electromagnética): para comenzar en el pavimento se realizan unos cortes en forma de cuadrados de 2 m de lado, se crea una bobina enterrando el cable en esos cortes,que posteriormente se rellena con resina epoxi o similar. Al pasar un vehículo, su masa metálica induce una corriente que es interpretada como el paso de un vehículo. El tiempo de duración de la corriente sirve para medir el porcentaje de ocupación de la vía.
    • Detectores de lazo inductivo dobles: se colocan dos espiras próximas a una distancia conocida, y mediante el registro de inicio de la corriente inducida en ambas espiras se realiza el cálculo de la velocidad. Además de la longitud del vehículo y a partir de dicha longitud se clasifica como ligero o pesado.
  • Visión artificial: su funcionamiento se basa en el tratamiento (digitalización y procesamiento mediante algoritmos) de imágenes capturadas por una cámara de grabación, obteniéndose los mismos parámetros de tráfico que con los detectores de lazo inductivo dobles. Del análisis de sucesivas imágenes puede determinarse la intensidad, velocidad y longitud de los vehículos.
Fuente: Trabajos de Campo realizados por Vectio
  • Radar de microondas: emiten energía a altas frecuencias en la dirección en la que circulan los vehículos. Detectan la intensidad y velocidad de los vehículos.
Fuente: Trabajos de Campo realizados por Vectio
  • Radar de infrarrojos (detector pasivo): se basan en la utilización de un sensor de fotones colocado en un poste junto al carril que se desea vigilar, que mide la energía en la banda de infrarrojos emitida por la carretera. Cuando un vehículo entra en la zona de detección debido al calor del vehículo produce un cambio en la energía radiada. Este tipo de radar al ser pasivo solamente mide la intensidad.
    • Radar de infrarrojos (detector activo): como diferenciación respecto al anterior emite energía en el espectro infrarrojo, que se refleja al paso de los vehículos y así se consigue además la velocidad.
  • Radar de ultrasonido: emiten ondas de sonido perpendicularmente sobre la carretera. La presencia de un vehículo se determina por la diferencia de tiempos en llegar la onda reflejada en el caso que lo haga sobre el pavimento o sobre un vehículo. La frecuencia de las ondas emitidas está situada por encima de la banda de frecuencias audible.
  • Radar captador magnético normal: detectan la distorsión del campo magnético producida por el paso sobre ellos de una masa metálica. Están formados por un tubo metálico en cuyo interior hay un núcleo de hierro con una bobina conectada a un amplificador.
  • Detectores magnéticos compensados: formados por cuatro núcleos permiten distinguir el sentido de marcha de la circulación. Está formado por un bloque de sección cuadrada que se instalando en el centro de carril
  • Técnica basada en Bluetooth: ofrecen una nueva posibilidad de toma de datos a partir de la detección de los dispositivos móviles (mundialmente difundidos) que utilizan un protocolo estándar de comunicaciones. Se trata de un dispositivo Bluetooth de alto alcance que es capaz de detectar(cerca de la vía) las direcciones del identificador personal de cada dispositivo de los equipos alojadas en los vehículos y/o móviles utilizados por los usuarios de los mismos.
Fuente: Libelilum

Muchas gracias por su lectura.

Referencias

Ministerio de Fomento, Mapas de Tráfico.

Ministerio de Fomento, Trazado Instrucción de Carreteras Norma 3.1-IC, Marzo 2016.

Nañón Blazquez, L. Manual de Carreteras. España. 

OEP, 2013. Especialidad: Gestión Técnica del tráfico. Estudios del tráfico y análisis de la demanda, aforos en redes urbanas y en redes interurbanas. Sistema de recogida de datos en tiempo presente. Variables de tráfico, meteorológicas y ambientales. Detectores, descripción, tipos y tecnologías. sistema de introducción y actualización de sucesos y previsiones. (2011).