ELEMENTOS DE INGENIERÍA DE TRANSITO1

Principalmente para medio urbano

INGENIERÍA DE TRANSITO E INGENIERÍA DE TRANSPORTE

Ingeniería de tránsito

Entendemos que ingeniería de tránsito es la rama de la ingeniería cuyo objetivo es propiciar la circulación segura y eficiente de peatones y vehículos por vías terrestres.

Veamos ahora los elementos de esta definición. La ingeniería de tránsito, como su nombre lo indica es un aspecto de la ingeniería: es decir, no es arte, no es ciencia, sino una profesión de carácter principalmente tecnológico donde se aplican principios científicos, técnicas, arte, y en última instancia sentido común.

Propende la ingeniería de tránsito favorecer el movimiento seguro y eficiente de peatones y vehículos, esto es, de unidades de tránsito, sin que interese directamente, en el caso de los vehículos, lo qué llevan esos vehículos ni por qué circulan. La seguridad atañe no solamente a los peatones y a los ocupantes de los vehículos, sino a todos aquéllos que sean afectados por el tránsito vehicular como los que trabajan o viven cerca de las vías. La eficiencia comprende (1) factores económicos relativos no sólo a peatones y ocupantes de vehículos sino también a todos los que tienen que ver con el tránsito, tales como los propietarios de empresas de transporte, (2) factores personales como el esfuerzo de conducción, la comodidad, el fastidio que producen las demoras y la congestión, etc. y, (3) factores ambientales que tienen que ver principalmente con la contaminación atmosférica y el ruido.

La ingeniería de transporteComo es bien conocido de todos, la ingeniería de tránsito no puede resolver todos los problemas de tránsito pues hay muchos factores que escapan a su control. Aun dentro de su propia profesión, el ingeniero de tránsito necesita del concurso de otros profesionales tales como el especialista en informática, el sicólogo, el matemático, el estadístico, el urbanista, el planificador urbano, el arquitecto, el economista, el abogado y otros más. Aparte de eso, el ingeniero de tránsito como tal, sólo tiene responsabilidad sobre el movimiento de las unidades de tránsito por las vías terrestres y no es de su competencia tratar de modificar el contenido de los vehículos; ni el modo de transporte que elijan las personas; eso pertenece al dominio de ciertos aspectos de la ingeniería de transporte que no se ocupan del tránsito en sí.

Pudiéramos definir la ingeniería de transporte como la rama de la ingeniería cuyo objetivo es lograr el movimiento seguro y eficiente de personas y cosas por distintos modos de transporte. Evidentemente, la ingeniería de transporte contiene a la de tránsito pues si peatones y vehículos se mueven con seguridad y eficiencia por vías terrestres también estarán respondiendo al objetivo de la ingeniería de transporte. Sin embargo, la

ingeniería de transporte tiene un objetivo más amplio que la de tránsito, pues se ocupa esencialmente de lo que se transporta y cómo se transporta; ya sea en vehículos o por otros medios. De este modo la ingeniería de tránsito resulta una subrama de la de transporte. Entre las demás subramas se encuentran la planeación del transporte urbano, la explotación del transporte público y muchos aspectos del transporte ferroviario, aéreo y acuático.

ELEMENTOS DEL TRANSITO

Los elementos principales del tránsito son: el usuario de la vía, el vehículo y la vía.

Características del usuario

Podemos clasificar a los usuarios en conductores, peatones y ciclistas.

El conductor

El conductor, junto con el ciclista y el peatón constituyen usuario activo del tránsito. El usuario pasivo es el pasajero, pero como su influencia directa en el tránsito es prácticamente nula, no se suele tener en cuenta en la ingeniería de tránsito en sí.

La tarea de conducir exige que el conductor (1) domine su vehículo; (2) lo guíe por la vía a la velocidad que quiera y pueda ir, obedeciendo (esperamos) las reglas del tránsito, y teniendo en cuenta a los peatones y demás vehículos; y (3) oriente su vehículo hacia donde quiera ir. Para ello depende grandemente de su experiencia y sus condiciones físicas y mentales.

Condiciones físicas

La vista del conductor es uno de los principales factores humanos que debe tener en cuenta el ingeniero de tránsito. El conductor se guía principalmente por sus percepciones visuales y hay que estar seguro que esas percepciones proporcionan al conductor la información que necesita para conducir. De noche, el conductor tiene que superar tres grandes dificultades visuales: (1) observar la vía sin que lo deslumbren los faros de los vehículos que se cruzan con él u otras luces, (2) recuperarse de los efectos de las luces intensas después que pasan éstas, y (3) ver con muy poca iluminación. Si a la obscuridad se añade la niebla, lluvia y otras precipitaciones, entonces la conducción se hace sumamente difícil y hasta peligrosa. Si el conductor no puede ver el borde de la calzada en vías rurales, su seguridad es precaria.

Para manejar su vehículo, el conductor depende también de sensaciones acústicas, odoríferas, táctiles, térmicas, musculares y de estabilidad; pero ninguna de ellas resulta tan importante para él como las sensaciones ópticas. La sensibilidad física del conductor disminuye con su edad, pero como su madurez y experiencia aumentan con ella, éste trata de compensar generalmente sus deficiencias sensoriales con un mayor grado de atención al manejar.

Condiciones mentalesUno de los factores mentales importantes en relación con el transito es el tiempo de reacción, es decir, la rapidez con que puede responder el conductor a circunstancias esperadas o inesperadas. El tiempo de reacción para frenar suele estar comprendido entre 0.5 y 2.0 s, y depende del grado de atención que preste el conductor, de que espere que tenga que frenar, y de otros factores tales como el cansancio, defectos físicos, obscuridad, estado del tiempo, y la ingerencia de alcohol y narcóticos. También, a medida que el conductor envejece sus reacciones son más lentas.

Otros factores mentales importantes son la destreza y actitudes del conductor.

La destreza del conductor se manifiesta en el mejor dominio del vehículo y la mayor exactitud para apreciar distancias y velocidades. Depende de cualidades propias del individuo, pero también de la manera y a la edad en que éste aprenda a manejar y de su experiencia como conductor.

Llamamos actitud del conductor a la tendencia, más o menos matizada por la emoción, de reaccionar positiva o negativamente en presencia de un objeto sicológico. Las actitudes del conductor incide en su comportamiento en la vía y pueden contribuir a que el ambiente vial sea plácido y seguro, u hostil y peligroso. La actitud influye poderosamente en el nivel de riesgo que asume un conductor, es decir, en la cuantía del riesgo a accidentarse que está dispuesto a correr en toda circunstancia, en vías seguras y en vías inseguras. Hay, sin embargo, otros factores que modifican su actitud tales como la premura por llegar al destino del viaje, el tiempo en que se ha estado conduciendo, preocupaciones y distracciones.

El peatón

La influencia del peatón en las vías rurales es prácticamente nula, excepto cerca de las poblaciones, pero en las ciudades y especialmente en los distritos comerciales, es un importante factor que complica los problemas de circulación.El peatón es generalmente más indisciplinado aún que el conductor y no se obliga tan estrictamente a obedecer las leyes del tránsito. No obstante, su falta de protección física lo expone a mayor riesgo cuando tiene que compartir la vía con los vehículos. Por eso un gran porcentaje de las personas muertas en accidentes de tránsito son peatones.

Al ingeniero de tránsito le interesa la velocidad de marcha de los peatones, principalmente para calcular el tiempo que debe darles un semáforo para que puedan cruzar una calle con seguridad. Su velocidad media es de alrededor de un metro por segundo, pero varía mucho con la edad del peatón y con el dinamismo del medio en que se encuentra.

El motociclista y ciclista

El motociclista conduce un vehículo más ágil, más pequeño y tan veloz o más veloz que el automóvil, lo que le permite evitar hasta cierto punto el impedimento que puedan causarle los vehículos de cuatro ruedas. En cambio, para ello debe realizar maniobras que pueden

ser peligrosas para él y al menos fastidiosas para los demás. Como su carrocería es su propio cuerpo, es muy vulnerable a los accidentes y a las inclemencias del tiempo. También el pequeño tamaño de su vehículo contribuye a que pase inadvertido por otros cconductores, lo que aumenta el riesgo de accidentes. Comúnmente el motociclista es un conductor joven, de reacciones rápidas, actitudes temerarias y gran destreza en el manejo de su vehículo.

El ciclista tiene algunas características comunes con el motociclista; su vehículo es muy pequeño y maniobrable (aunque no tan ágil como la motocicleta) y tampoco lo protege contra choques y mal tiempo. En cambio su velocidad es muy inferior a la de los vehículos de cuatro ruedas, lo que compensa el ciclista, filtrándose ágilmente entre las colas de automóviles y obedeciendo menos las reglas del tránsito. Por esas razones se usa para servicios de mensajería en zonas congestionadas.

Características del vehículo

El vehículo es el segundo elemento del tránsito. Las dimensiones y características de funcionamiento de éste son factores básicos para reglamentar el tránsito, diseñar mejoras en vías y proyectar terminales.

Su capacidad para acelerar depende mucho de la relación entre su peso y la potencia máxima que desarrolla su motor. La unidad métrica de potencia que se usa en muchos países de la América Latina es el caballo de vapor o de fuerza (cv), que es la potencia necesaria para levantar 75 kg a un metro de altura cada segundo. Es prácticamente igual al "horsepower" (HP) que se usa en los Estados Unidos (1.0 HP = 1.0139 cv), de modo que la relación peso /potencia se suele expresar en kg/cv.

Tipos de vehículos

Aunque es enorme la variedad de vehículos que circulan generalmente por las vías públicas, agruparemos a éstos en cinco tipos fundamentales: (1) automóviles, (2) camiones, (3) autobuses, (4) vehículos de dos ruedas y, (5) otros vehículos

Automóviles. Son vehículos de dos ejes y cuatro ruedas, destinados al transporte de no más de ocho personas o carga ligera. Desde el punto de vista del tránsito este tipo de vehículo comprende los automóviles propiamente dichos y los camiones pequeños, por lo que también se llaman todos ellos vehículos ligeros.

Camiones. Denominamos así a los vehículos automotores de más de cuatro ruedas destinados a transportar cargas. Clasificamos a los camiones en rígidos y combinados. El camión rígido es el que tiene el motor y la parte donde va la carga montados en un mismo chasis. Tiene generalmente dos ejes con seis ruedas, tres ejes y a veces cuatro. El camión combinado consta de una unidad tractora, que no puede llevar carga directamente, articulada a un remolque o semirremolque, o a ambos elementos a la vez. El peso del

remolque descansa sobre sus propios ejes mientras que el semirremolque transmite parte de su peso a la unidad tractora.Autobuses. Son vehículos destinados al transporte de más de 15 personas. La mayoría de ellos tienen dos o tres ejes pero hay autobuses articulados para el transporte urbano que tienen más ejes. Aunque hay muchas clases de autobuses, su clasificación principal, desde el punto de vista del tránsito, es entre autobuses urbanos e interurbanos.

Estos tres primeros tipos de vehículos son los que más interesan a los ingenieros de tránsito y sus principales características aparecen el la Tabla 1.

Vehículos de dos ruedas. Son vehículos ligeros para transportar generalmente una o dos personas. Entre ellos distinguimos las bicicletas sin motor o con él, las motonetas y las motocicletas. En muchos países en vías de desarrollo, y especialmente en las ciudades, llegan a constituir el tipo de vehículo más numeroso. Los problemas de tránsito que crean son distintos a los de las corrientes vehiculares de vehículos de cuatro ruedas características de países más desarrollados.

Otros vehículos

Vehículos para transportar más pasajeros que el automóvil y menos que el autobús y que reciben nombres muy variados de acuerdo con las diferencias en sus características y con el medio geográfico donde se encuentran. Así tenemos furgonetas, minibuses, microbuses, busetas, combis, etc.

Vehículos de tracción animal que aún no han desaparecido por completo de las vías públicas, pues todavía son numerosos en algunas regiones. Los tirados por caballos desarrollan velocidades comprendidas entre 3 y 10 kilómetros por hora, que son demasiado lentas comparadas con las de los vehículos motorizados, por lo que constituyen un estorbo a la circulación de estos últimos.

También existen los vehículos para circular por terrenos irregulares y los vehículos recreativos, pero no son muy numerosos en medio urbano.

TABLA 1Características principales (aproximados) de automóviles, camiones y autobuses

Automóviles Camiones rígidos

Camiones combinados

autobuses

Características Mín. Máx. Mín. Máx. Mín. Máx. Mín. Máx.Ancho (m) 1.6 2.0 ¿? 2.6 ¿? 2.6 0.0 2.6Largo total (m) 3.6 5.6 4.0 13.0 ¿? 30.0 7.0 18.0Altura (m) 1.2 1.7 ¿? 4.4 ¿? 4.4 0.0 220Peso del vehículo cargado (kg)

700 2,000 2,000 5,000 10,000 50,000 ¿? ¿?

Potencia nominal (cv) 80 210 70 350 ¿? ¿? 100 220Rel. Peso/potencia (kg/cv) 10 50 20 200 80 350 ¿? ¿?

Capacidad (personas o kg) 2 7 ¿? 5,000 ¿? 0000 15 60

Características de la vía

El tercer elemento del tránsito es la vía, que es el lugar debidamente acondicionado para la circulación de vehículos, peatones o ambos.

Tipos de vías

Las vías se pueden clasificar en rurales y urbanas, atendiendo al carácter del medio geográfico donde se encuentran.

Vías rurales

Las vías rurales (aparte de las vías férreas) se llaman caminos; y a los caminos de características modernas destinados al tránsito de un número relativamente grande de vehículos motorizados se les da el nombre de carreteras.La calzada o arroyo es la parte del camino por donde circulan los vehículos y corresponde al área que ocupa el pavimento cuando existe. Llamamos carriles a las fajas de calzada que pueden acomodar una sola fila de vehículos de cuatro o más ruedas. Generalmente tienen 2.50 a 3.65 metros de ancho. Acotamientos son las porciones contiguas a la calzada para parar o estacionar vehículos, en casos de necesidad urgente, proporcionar una franja para el paso de peatones y vestías, y servir de soporte lateral a la calzada.

Vías urbanas

Las vías urbanas se llaman calles y suelen tomar el nombre de avenidas cuando son más anchas, tienen alto nivel de actividades humanas y están bordeadas por edificios prestigiosos. No obstante, a veces esta denominación indica simplemente la orientación de la vía.

Generalmente las calles no tienen acotamientos, si no que su calzada esta bordeada por una pieza vertical o inclinada que se denomina guarnición. A ambos lados de las calles se suelen construir aceras o banquetas para el paso de peatones, junto a la guarnición, o dejando un espacio para el césped.

Denominamos intersección al área general donde dos o más vías se unen o cruzan, y comprende todo el espacio destinado a facilitar los movimientos de los vehículos que circulan por ella. Llamamos cruce al lugar donde una calzada se une o atraviesa a otra u otras, de suerte que en una intersección puede haber uno o varios creces. Las vías o porciones de vías que se unen en un intersección (como los rayos de una rueda) son las ramas de intersección; y a las calzadas o porciones longitudinales de calzadas por donde el transito llega a la intersección se denomina acceso o entradas a la intersección. De igual modo lo lugares similares por donde el transito se aleja de la intersección son designados como de salidas. (Véase la figura 1).

Clasificación funcional de las vías urbanasAtendiendo a la accesibilidad y movilidad que proporcionan se ha clasificado a las vías urbanas en vías rápidas, arterias, calles colectoras y calles locales.

Las vías rápidas están destinadas al tránsito expreso, que recorre comúnmente distancias de más de tres km a velocidades relativamente altas, sin detenerse. Su función es proveer movilidad, pues el acceso a estas vías esta mas o menos limitado. Están provistas de doble calzada y los cruces con otras vías son generalmente a distinto nivel. Si la vía rápida tiene limitación total de acceso y todos sus cruces son a distintos niveles entonces se llaman autopistas. Si tienen algunos cruces a nivel y limitación parcial de acceso entonces recibe el nombre de autovía o vía multicarril.

Las arterias están destinadas principalmente a ofrecer movilidad a la circulación del tránsito y tienen como fin secundario el acceso a las propiedades colindantes. Suelen estar reguladas por un conjunto de semáforos.

Las calles colectoras, tienen por objeto recoger el tránsito de calles locales, conducirlos a las arterias y viceversa. En ellas la movilidad y acceso a las propiedades colindantes tienen casi la misma importancia.

Figura 1 A la izquierda, intersección de dos vías con cruce, cuatro ramas y cuatro accesos. A la derecha, intersección de tres vías con dos cruces, cinco ramas y cuatro accesos

Las calles locales tienen como función principal proveer acceso a las propiedades. No se espera tener gran movilidad en ellas. Una de estas calles es la llamada calle céntrica o calle del centro, cuyo fin es servir los edificios del centro de una ciudad.

Clasificación de las vías con respecto a la circulación vehicular

Según la forma de circulación vehicular, las vías pueden ser de circulación continua o

discontinua. En las vías de circulación continua el tránsito circula normalmente sin interrupciones pues no suele haber elementos de control de vehículos. En general, éstos sólo se detienen por motivos de interacción vehicular u otros ajenos a la regulación del tránsito, tales como accidentes, incidentes, cobros de peaje y retenes. Entre estas vías se encuentran las vías rápidas y las carreteras de dos carriles. En las vías de circulación discontinua, por el contrario, la forma normal de transitar requiere detenciones más o menos frecuentes, impuestas por la regulación del tránsito, tal como sucede en las arterias y otras vías urbanas.

También, de acuerdo con el carácter predominante del uso del suelo junto a la calzada, las vías urbanas pueden ser residenciales, comerciales o industriales.

CORRIENTES VEHICULARES

Llamamos corriente vehicular al conjunto de vehículos que circulan por una calzada en una dirección y en el mismo sentido. Si la calzada es de circulación en un sólo sentido hay únicamente una corriente vehicular; si es de dos sentidos hay dos corrientes vehiculares, una para cada sentido. Si la calzada tiene más de un carril para un sentido la corriente se suele descomponer en filas de vehículos de uno en fondo que se acomodan en los distintos carriles de la calzada, estén demarcados o no.

Si un vehículo de una fila puede circular a velocidades independientes de la del vehículo que lo preceda en la fila decimos que es un vehículo libre. Si por el contrario el vehículo tiene que condicionar su velocidad a la del vehículo precedente y lo va siguiendo, lo denominamos vehículo seguidor. A una fila de vehículos siguiéndose unos a otros la llamamos pelotón, y al primer vehículo de esa fila (que es un vehículo libre) cabeza de pelotón. Cuando todos los vehículos del pelotón se detienen, por cualquier motivo, decimos que éste se convierte en cola, que es el nombre que damos a una fila de vehículos detenidos. De este modo consideramos que fila es una hilera de vehículos total o parcialmente en movimiento o en reposo, pero cuando un pelotón avanza y se detiene repetidas veces lo denominamos cola intermitente.

A diferencia de las corrientes de agua y otros fluidos, las corrientes vehiculares est án constituidas por elementos discretos. Estos son los vehículos, cuyos movimientos dependen de sus características funcionales, de la interacción entre ellos, las restricciones que impone la vía, la regulación del tránsito y el medio ambiente, y también de las decisiones individuales de sus conductores. Todo esto introduce gran variabilidad en la circulación de las corrientes vehiculares y grandes dificultades en conocer sus propiedades. Sin embargo, existen ciertos parámetros que reflejan esas propiedades y cuya observación y medida sirven para establecer límites de esa variabilidad y predecir hasta cierto punto el funcionamiento de esas corrientes. De este modo, el ingeniero de tránsito puede tener una guía para elaborar y aplicar en forma racional remedios destinados a facilitar la circulación del tránsito.

Como señalan y Ross, McShane y Prassas (1998, p. 64) pueden clasificarse los parámetros de las corrientes vehiculares en dos categorías generales: (1) parámetros microscópicos que caracterizan la interacción de vehículos individuales dentro de la corriente; y (2) parámetros macroscópicos que expresan las características de las corrientes vehiculares en conjunto.

Parámetros microscópicos de las corrientes vehiculares

Existen dos tipos de estos parámetros, los temporales y los espaciales. Los parámetros microscópicos temporales son los siguientes, a los que hemos dado las definiciones (Radelat, 1990, p. 54) que se expresan a continuación:

1. Intervalo: tiempo que transcurre entre el paso por un punto de una vía, del extremo1. Brecha: tiempo que media entre el paso por un punto de una vía del extremo trasero de

un vehículo y el delantero del que lo sigue.2. Paso: tiempo que tarda un vehículo en recorrer su propia longitud.

Se acostumbra a expresar estos parámetros en segundos y su relación es la siguiente:Intervalo = brecha + pasoA los parámetros temporales corresponden otros espaciales que definimos a continuación:

1. Espaciamiento: distancia entre dos vehículos sucesivos que se mide del extremo trasero de un vehículo al mismo extremo del que lo sigue.

2. Separación: distancia entre el extremo trasero de un vehículo y el delantero del que lo sigue.

3. Longitud: distancia entre los extremo delantero y trasero de un vehículo.

Estos parámetros se expresa comúnmente en metros y están relacionados del modo siguiente:

Espaciamiento = separación + longitud

Figura 2 Representación gráfica de los parámetros microscópicos de las corrientes vehiculares

Generalmente intervalo, brecha, espaciamiento y separación definen las relaciones entre un par de vehículos que van por el mismo carril, como se muestra en la figura 2, y si un vehículo sigue a otro se acostumbra a asignarlos al vehículo de atrás, cuyo conductor puede controlarlos directamente. No obstante, estos parámetros se usan también para expresar relaciones entre vehículos que van por carriles distintos y aun entre dos vehículos que circulan entre sentidos opuestos por corrientes vehiculares diferentes. Cuando se trata de vehículos que van en sentidos opuestos por corrientes vehiculares diferentes. Cuando se trata de vehículos que van en sentido contrario la velocidad a emplear sería la suma de las velocidades medias de los dos vehículos.Si las unidades empleadas son metros, segundos y metros por segundo, se tiene:

intervalo= espaciamientovelocidad

(1)

brecha= separacionvelocidad

(2)

paso= longitudvelocidad

(3)

Para que estas ecuaciones sean matemáticamente exactas, las distancias deben medirse en el momento en que pasa la parte trasera del segundo vehículo por el punto de referencia y la velocidad debe ser la media individual de la de ese vehículo mientras recorre su espaciamiento o separación por el punto de referencia. A altas velocidades las diferencias entre intervalo y brechas son insignificantes, pero en estudios de capacidad y congestión, donde se analizan corrientes de baja velocidad, esas diferencias son importantes así como el valor de la llamada “brecha de seguimiento”.Brecha de seguimientoEs la brecha que deja un conductor cuando su vehículo esta siguiendo a otro. Generalmente la brecha de seguimiento no es mayor de cinco segundos, pero cuando un vehículo se aproxima al que lo precede en su carril, la presencia de éste suele empezar a afectar la velocidad de aquél cuando la brecha entre ellos alcanza un valor de unos 10 segundos. Esta brecha es muy variable por que depende principalmente (1) del estado de ánimo circunstancial del conductor, (2) de su actitud personal al conducir,(3) del tipo de vehículo que maneja, (4) de las condiciones de la vía y el ambiente.En general, un conductor, subconscientemente, desea dejar un brecha de seguimiento mínima tal, que cuando el vehículo procedente empiece a frenar, tenga tiempo sobrado de reaccionar y frenar sin chocar. Si ambos vehículos requieren el mismo tiempo para frenar, la brecha debía ser igual al tiempo de reacción para frenar del conductor más una holgura de seguridad. El tiempo de reacción depende de las variables que se mencionaron anteriormente y la holgura la determina la actitud del conductor con respecto al riesgo.

Figura 3 variaciones observadas en la separación y brecha de seguimiento media entre vehículos en una autopista urbana conforme aumenta su velocidad media.

Aunque es prácticamente imposible medir la brecha mínima de cada conductor, se considera que esta se encuentra generalmente entre 0.5 y 2.5 segundos. Las brechas cortas exigen mayor atención del conductor y producen mayor tensión sicológica, lo que puede ser fatigante en viajes largos; en cambio, las brechas largas proporcionan mayor libertad, tranquilidad y comodidad al conductor. Por estas razones la mayoría de los conductores prefieren no utilizar sus brechas mínimas constantemente; pero tienden a usarlas cuando el afán por llegar pronto al destino de su viaje los excita.

Aparentemente, si bien hay una amplia variación en las brechas de seguimiento de conductor a conductor, valor de promedio de sus brechas es bastante insensitivo a los cambios de velocidad, aunque el promedio de sus separaciones de seguimiento sí lo sea. La Figura 3 muestra los lugares geométricos de estas brechas y separaciones medias que hemos observado en una autopista urbana en la ciudad de Abuquerque, Nuevo México (Radelat, 1990, pp. 55, 56). A velocidades menores de 80 km/h la dependencia estadística entre brecha media y velocidad media no fue significativa al nivel de confianza de 95%. En cambio, encontramos una fuerte dependencia entre separación y velocidad medias. La media aritmética de todas las brechas de seguimiento medidas fue de 1.28 segundos.

EJEMPLO

El código de vehículos automotores de california contiene una pauta de conducción que dice así:

Una buena regla para seguir otro vehículo a una distancia prudencial es guardar al menos un cuerpo de automóvil por cada diez millas por hora [16 kilómetros por hora] de la velocidad a que vaya su vehículo.

Supóngase que un automóvil de 4.5 m de longitud va detrás de otro de 5.0 m por una carretera de dos carriles en un tramo es que no hay visibilidad para adelantar. El conductor de atrás va a una velocidad constante de 110 km/h (30.6 m/s) y guarda una distancia de siete cuerpos de vehículo con el vehículo que sigue de acuerdo con la regla de california. Queremos calcular aproximadamente los parámetros microscópicos que relacionan esos vehículos en ese momento.

Como la longitud del vehículo de atrás es de 4.5 m, la separación entre los dos vehículos es de 31.5 m (4.5 x 7) y su espaciamiento de 36 m (31.5+4.5). Ya que la velocidad del vehículo de atrás es de 30.6 m/s, el paso de ese vehículo es de 0.15 s (4.5÷ 30.6), la brecha intervehicular de 1.03 s (31.5÷ 30.6) y el intervalo de 1.18 s (1.03+0.15 ó 36÷ 30.6). Como puede verse la brecha y el intervalo son prácticamente iguales.

Supóngase ahora que sobreviene un accidente corriente abajo y se obstruye temporalmente uno de los dos carriles de la carretera. Los vehículos avanzan penosamente a 15 km /s (4.2 m/ s). a esa velocidad el conductor del vehículo de atrás, siguiendo la misma pauta, guarda una distancia de seguimiento de un cuerpo de vehículo, es decir, una separación de 4.5 m. ahora el espaciamiento es de 9.0 m, el paso de 1.07 s, la brecha de 1.07 s y el intervalo de 2.14 s. en este caso el intervalo es el doble de la brecha. Aunque la separación ha disminuido en un 86% (de 31.5 ma 4.5m) la brecha ha aumentado en un 4 % (de1.03 sa 1.07 s ) por que la regla de california supone implícitamente una brecha constante.

Parámetros macroscópicos de las corrientes vehiculares

Esto son el volumen, la velocidad media y la densidad.

Volumen de tránsito

Es el número de vehículos o peatones que pasa por un punto de una vía o calzada durante la unidad de tiempo. A fin de simplificar la nomenclatura, entenderemos que el “volumen” a secas se compone solamente de vehículos y cuando se trate de peatones lo indicaremos explícitamente. Al volumen por carril lo denominamos intensidad. Para abreviar la palabra vehículo o vehículos emplearemos el símbolo veh.El periodo de tiempo en que se basa el volumen suele ser de un día o de una hora. Al que resulta del primer caso le llamamos volumen diario (vehículos por día) y al otro, volumen horario (vehículos por hora) sin importar el lapso en que se hayan medido.

El volumen es el parámetro mas fácil de medir pues basta con pararse en una esquina y contar los vehículos que pasan. Sin embargo, es algo que atañe mas al ingeniero de transito, pues el conductor no lo percibe tan bien como percibe la velocidad o la densidad.

Significación del volumen de tránsito

El volumen que pasa por un punto estratégico de un sector de una vía se toma frecuentemente como medida directa de la utilización de ese sector, en la asignación de fondos entre los distintos elementos de un sistema vial. En este caso se usa el volumen diario promedio durante un año o parte del mismo.

La capacidad de una calzada o porción de ésta en un punto determinado se considera que es el volumen horario máximo que puede pasar normalmente por ese punto durante un periodo de tiempo establecido. Esta capacidad se toma a veces como la oferta vial.

El volumen horario medido en un punto de una calzada o parte de la misma representa la demanda de tránsito allí y cuando se midió, siempre que no se haya excedido el volumen máximo correspondiente que puede pasar entonces en ese punto o en cualquier otro punto corriente arriba. En caso contrario existiría una demanda insatisfecha que se está ignorando.

Los volúmenes horarios se usan también para proyectar detalles geométricos de las vías, efectuar análisis de circulación y regular el tránsito.

En trabajos de planeación se usa mucho un volumen diario llamado tránsito promedio diario (TPD) que se define como "el volumen total durante un período de tiempo dado (en días completos), mayor que un día y menor que un año, dividido entre el número de días en ese periodo" (AASHTO, 1990, p. 53) Si el período es de un año entonces se le llama tránsito promedio diario anual (TPDA).

Velocidad media

Velocidad es la relación entre el espacio recorrido por un móvil y el tiempo que ha tardado en recorrerlo. Si llamamos Va la velocidad, e al espacio andado y t al tiempo empleado, V = e/t.

Cuando el móvil es un vehículo, la velocidad que desarrolla es afectada por numerosas variables que van alterando esa relación entre espacio y tiempo; de suerte, que la velocidad a la que marcha un vehículo suele estar variando constantemente. Esta circunstancia obliga a trabajar con valores medios de la velocidad.

El inverso de la velocidad es el tiempo de recorrido y ambos son distintas expresiones del mismo concepto. Sin embargo, la velocidad se mide generalmente en un punto o tramo corto de una vía para ver con qué rapidez pasan por allí los vehículos, libres o no; mientras que el tiempo de recorrido se observa en tramos o sectores relativamente largos con objeto de determinar la ubicación y magnitud de las demoras, así como sus causas, a lo largo de una vía.De los tres parámetros macroscópicos de las corrientes vehiculares, la velocidad es la que perciben mejor los usuarios de las vías y por eso se ha usado mucho como indicador de efectividad del servicio que presta la vía. También se emplea para determinar elementos de proyecto vial, tales como los radios de curvatura y peraltes; y establecer elementos para la regulación del tránsito como las velocidades máximas permitidas.

Definiciones relativas a la velocidad de un solo vehículo

Velocidad instantánea. Es la de un móvil en un instante determinado, es decir, durante un tiempo infinitamente pequeño.

Velocidad puntual. Se llama así a la velocidad instantánea de un vehículo cuando pasa por un punto de una vía. En la práctica la velocidad puntual se determina midiendo tramos de vía e intervalos de tiempo finitos, aunque sean muy pequeños.

Tiempo de recorrido. Se define como el tiempo que transcurre mientras un vehículo recorre cierta distancia, incluyendo el invertido en paradas imputables a las características de la vía, a las del tránsito o a su regulación. No debe confundirse con el tiempo de viaje, que es el que tarda una persona o vehículo en realizar un viaje, esto es, en ir de su origen a su destino.

Velocidad de recorrido. Es el cociente que resulta de dividir el espacio andado por un vehículo entre el tiempo de recorrido correspondiente a ese espacio. Realmente se trata de una velocidad media individual.

Tiempo de marcha. Periodo de tiempo durante el cual un vehículo se encuentra en movimiento.

Velocidad de marcha. Se calcula por la relación entre la distancia recorrida por un vehículo y su tiempo de marcha al recorrer esa distancia. No se tiene en cuenta el tiempo en que pudiera haber estado detenido el vehículo. Es también una velocidad media individual.

Velocidad libre. Llamada también velocidad a flujo libre, es la velocidad de marcha de aquellos vehículos cuyo avance no está impedido ni por la interacción vehicular ni por la regulación del tránsito. Refleja, por lo tanto otros factores que inciden en la velocidad como las características del conductor, del vehículo, de la vía y del medio ambiente.

Velocidad media de un grupo de vehículos

Hasta ahora se ha hablado de la velocidad media de un solo vehículo que recorre una distancia determinada, tal como la velocidad de recorrido y la de marcha, pues el vehículo generalmente se desplaza a distintas velocidades al recorrer distintas porciones del tramo. Ahora se trata de conocer la velocidad media de un grupo de vehículos. Si se trata de velocidades puntuales la velocidad media será el promedio o media aritmética de esas velocidades. Ahora bien, cuando se mide la velocidad de recorrido o de marcha una serie de vehículos que recorren un trecho de vía y se desea calcular la velocidad media de todos ellos, existe la disyuntiva entre (1) promediar los valores de las velocidades medias

Individuales de los vehículos o (2) dividir la longitud del trecho entre el promedio de sus tiempos de recorrido. Uno y otro procedimiento producen valores distintos de la media si todos los vehículos no van a la misma velocidad, como sucede siempre en la vida real. En ingeniería de tránsito se prefiere el segundo procedimiento, y si se quiere comparar la media de velocidades de recorrido con la media de velocidades puntuales, esta última debe calcularse como media armónica (inverso de la media aritmética de los inversos de las velocidades). La explicación de esta anomalía es tan larga y complicada que queda fuera del alcance de estos elementos.

Demora

Llamamos demora al tiempo de recorrido adicional que resulta cuando un vehículo va a menor velocidad que la que desean ir sus ocupantes por causas relacionadas con la vía, el tránsito y su regulación. Es decir, que cada vez que un vehículo se detiene o aminora su marcha por una de esas causas ajenas a la voluntad de sus ocupantes, ocurre una demora. También el concepto de demora se puede aplicar a los peatones.

La demora es sin duda la variable relativa al tránsito que perciben mejor los usuarios de las vías. En cambio, es de naturaleza subjetiva, lo que dificulta muchas veces su medida. En ingeniería de tránsito es importante conocer el valor de la demora promedio de los vehículos que componen una corriente vehicular, ya que ésta es una de las medidas que se utilizan para determinar el grado de movilidad que brinda un sistema vial.

Llamamos demora total media a la diferencia entre el tiempo medio de recorrido por un tramo de vía, en las condiciones estudiadas, y el tiempo medio de recorrido por el mismo tramo en condiciones que se consideran ideales. En vías urbanas de circulación discontinua estas condiciones suponen ausencia de interacción vehicular o peatonal y de regulaciones del tránsito que afecten la velocidad media de recorrido. En estas vías un componente importante de la demora total media es la demora media por detención, que a su vez se compone del tiempo de detención (cuando un vehículo está completamente detenido) y la demora por deceleración y aceleración (perdida de tiempo por desplazarse a velocidades menores que la de marcha mientras decelera y acelera el vehículo). La Figura 4 muestra gráficamente la relación entre estas demoras.

DensidadSe llama densidad de tránsito al número de vehículos que se encuentran en un tramo de calzada o carril, en un instante dado, dividido entre la longitud del tramo. Se expresa en vehículos por kilómetro, ya que en un metro no suele caber un vehículo real y mucho menos en un punto que es donde se mide el volumen. Conviene destacar que si bien la densidad se mide en un punto temporal y en una unidad espacial suficientemente grande para que quepa al menos un vehículo, el volumen se mide en un punto espacial y en una unidad temporal suficientemente grande para que pase al menos un vehículo. Son

Figura 4 Representación de la demora total, la demora por detención y el tiempo de detención de un vehículo. Las pendientes de las líneas inclinadas representan velocidades (distancia / tiempo). Las velocidades de marcha son entre detenciones, es decir, que no tienen en cuenta deceleraciones

y aceleraciones FUENTE: McShane y Roess, 1990, p. 402

Conceptos teóricamente incompatibles y sólo se pueden relacionar aproximadamente utilizando valores medios. Por el contrario, la velocidad se puede medir tanto en un casi punto como en un tramo y en cualquier unidad de tiempo mientras que se trate de un tiempo finito.

Los usuarios de la vía no pueden percibir directamente la densidad en sí, pero aprecian la separación longitudinal y lateral entre vehículos, lo que da la idea de la densidad; al menos en lo que ven de la vía. La densidad restringe principalmente la libertad de movimiento de los vehículos y es por eso que se ha usado como indicador de la calidad del servicio que proporciona una vía.

Relaciones entre los parámetros macroscópicosEn virtud de sus definiciones, existe una relación entre los parámetros fundamentales de las corrientes vehiculares que se ha llamado ecuación fundamental del tránsito y que se expresa en la siguiente forma:Volumen = velocidad x densidad (4)

Ahora bien, existe cierta dificultad en interpretar esta relación porque si bien la velocidad se puede medir indistintamente en un punto o en un tramo, el volumen debe medirse en un punto durante cierto periodo de tiempo y la densidad en un tramo de vía en un momento dado. Si se considerara que la longitud de los vehículos fuese infinitamente pequeña, tanto la densidad como el volumen podrían medirse en un punto y en un momento específico, y la ecuación se cumpliría con exactitud matemática. Eso ayudaría a comprender la relación entre esos parámetros. Sin

embargo, el largo de los vehículos es finito, lo que no puede ignorarse porque juega precisamente un papel importante en la circulación de corrientes vehiculares. Entonces hay que trabajar con valores medios y relaciones no completamente exactas, pero que en la práctica resultan aceptables. Quizás un ejemplo ponga de relieve estas dificultades.

EJEMPLO:Supóngase que en un carril de una vía todos los vehículos van exactamente a 72 km/h y

en cada kilómetro de vía hay siempre 5 vehículos. Un observador parado en un punto de la vía verá pasar 72 kilómetros de vehículos en una hora y como hay 5 vehículos en cada kilómetro, pasarán por el punto del observador 5 x 72 = 360 vehículos por hora. Por lo tanto, no hay duda que en este caso:

Volumen (360 v/h) = velocidad (72 km/h) x densidad (5 v/km)

Cuando las corrientes vehiculares no son uniformes (como sucede en la realidad) la ecuación fundamental no suele ser exacta debido a la incompatibilidad de los valores del volumen y la densidad, pues el volumen debe medirse en un punto durante cierto periodo de tiempo y la densidad en un tramo de vía en un momento dado. En el ejemplo anterior, como velocidad y espaciamiento son constantes, el volumen también lo es, y conociéndolo se conoce el intervalo constante entre vehículos. Entonces multiplicando el intervalo por la velocidad y hallando su inverso se calcula la densidad que es la misma en cualquier instante y en cualquier tramo.

En cambio, si el espaciamiento entre vehículos no es constante, el volumen no lo será y, salvo en casos excepcionales, no se dispone de información suficiente para calcular exactamente la densidad en un tramo y en un instante determinado, aunque la velocidad de los vehículos sea constante. Para efectuar ese cálculo es preciso saber en qué momento entra cada vehículo en el tramo y en qué momento sale a fin de determinar los vehículos acumulados en el tramo a lo largo del tiempo. El volumen y la velocidad media no dicen nada sobre los momentos de entrada y salida.De todo esto se desprende que, en el mundo real, derivar valores específicos de un parámetro macroscópico del tránsito en función de valores observados de los otros dos produce generalmente resultados inexactos que sólo pueden servir como valores preliminares.. Lo que resulta más exacto es utilizar la ecuación fundamental del tránsito en términos probabilistas para estimar valores medios en función de otros valores medios que son resultado de cierto número de observaciones.

Relaciones entre parámetros microscópicos y macroscópicos

Volumen e intervalo medio

Lógicamente, el número de segundos que existe en una hora dividido entre el intervalo

medio medido en un punto de una vía tiene que ser igual al número de vehículos que pasaron en una hora por ese punto. Por lo tanto:

Q=3,600i

(5)

donde: Q= volumen (v/h)i= intervalo medio (s)

Densidad y espaciamiento medioTambién, la longitud de un kilómetro expresada en metros, dividida entre el espaciamiento medio en metros, debe ser igual al número de vehículos que hay en un tramo de vía de un kilómetro, es decir la densidad del tránsito:

K=1000/e (6)

donde: K = densidad (v/km)e = espaciamiento medio (m)

Como se ve, si se expresan los parámetros en las mismas unidades:

1. El intervalo medio es el inverso del volumen2. El espaciamiento es el inverso de la densidad

Relaciones entre las corrientes vehiculares

Consideramos que las principales relaciones entre las corrientes vehiculares son las siguientes:

Cruce: Cuando la trayectoria de los vehículos de una corriente corta a la de los vehículos de la otra. El cruce puede ser recto u oblicuo. Esta maniobra requiere que los vehículos de una corriente pasen por las brechas que haya entre los vehículos de la otra. Si las corrientes están separadas en tiempo o en espacio, no hay cruce.

Confluencia: Es la unión de dos o más corrientes vehiculares para formar una sola. De esta forma los vehículos de una corriente se incorporan individualmente a la otra, insertándose en brechas entre vehículos de la corriente en que confluyen.

Separación o divergencia: Es el proceso opuesto a la confluencia, o sea, el desdoblamiento de una corriente vehicular en corrientes independientes. Es una maniobra mucho más sencilla que la confluencia y muchas veces la precede.

Entrecruce: Llamado también entrecruzamiento, trenzado, o mezclamiento, ocurre cuando dos corrientes vehiculares, que van en el mismo sentido, confluyen, siguen combinadas por cierto tiempo y luego se separan. Al ocurrir esta confluencia y separación, cierto número de vehículos pasan de la corriente de la izquierda a la derecha y viceversa, mediante cambios de carril, cruzando mutuamente sus trayectorias, por lo que se llama entrecruces a esas maniobras. El trecho de la vía donde tienen lugar los entrecruces se llama tramo de entrecruce. Estos tramos pueden existir en cualquier tipo de vías: autopistas y autovías, arterias urbanas, glorietas convencionales, etc., pero son más frecuentes en autopistas y allí es donde tienen mayor importancia.Las relaciones entre corrientes vehiculares se muestran esquemáticamente en la Figura 5.

Figura 5 Principales relaciones entre corrientes vehiculares

ESTACIONAMIENTO

El estacionamiento es una consecuencia inevitable del tránsito que debe ser estudiada entre sus características. Un vehículo debe ocupar siempre una porción de terreno, o al menos de piso, de 10 a 30 m2, si es de cuatro o más ruedas. Cuando circula por una vía va usando porciones sucesivas de una calzada, hasta que se detiene, pero como no siempre para en la misma forma, es conveniente que se aclare cómo designamos las distintas maneras en que puede parar.

Detención, espera y estacionamiento

Detención o parada corta. Es cuando el vehículo interrumpe momentáneamente su movimiento de traslación, con el motor en marcha y el conductor en su sitio.

Espera o parada larga. Es una detención de mayor duración y cuando ocurre, el conductor apaga el motor, pero no se aleja del vehículo para poder moverlo en cualquier momento.

Estacionamiento. Es el acto mediante el cual el conductor deja un vehículo parado en cierto lugar y se aleja de él.

Por ejemplo, se considera que un vehículo se detiene para dejar un pasajero u obedecerla indicación de un semáforo, espera cuando necesita descargar algo durante varios minutos; y queda estacionado cuando su conductor lo deja parado y se va a comer.

Desde el punto de vista económico se puede decir que estacionamiento es el uso de una porción de terreno (o piso) para colocar un vehículo, lo que es importante pues la mayoría de los vehículos están largo tiempo estacionados. Según Rafael Cal y Mayor (1986, p. 21) investigaciones realizadas en la Ciudad de México establecieron que allí el automóvil particular sólo permanece en movimiento unas tres horas al día como máximo.

Tipos de estacionamiento por el motivo del viaje

La duración del estacionamiento y el lugar seleccionado para estacionar un vehículo dependen mucho de las actividades que va a realizar uno o más ocupantes del vehículo estacionado o sea, el motivo de su viaje. Aunque hay muchas maneras de clasificar los propósitos de un viaje, por simplicidad estableceremos tres tipos fundamentales de estacionamiento que corresponden a los siguientes motivos:

Asuntos personales. Estacionamientos que pueden ser de corta o mediana duración, para hacer visitas diversas. En este caso el poseedor del vehículo desea estar cerca del lugar de su visita.

Compras. Generalmente el que va de compras deja su vehículo estacionado por corto tiempo aunque en algunos casos puede estar ocupado durante dos o tres horas. El comprador tiene libertad de irse a otro lugar si le resulta difícil estacionar.

Trabajo. El estacionamiento es por largo tiempo, frecuentemente por todo el per íodo de horas laborales y el poseedor del vehículo no tiene otras alternativas que estacionarlo cerca de su trabajo, o lejos y emplear otro medio de transporte para completar su viaje.

En una encuesta realizada por la Dirección General de Planificación del Distrito Federal de México (Cal y Mayor, 1986, p.22) para ubicar estacionamientos, se obtuvieron los siguientes porcentajes del espacio para estacionar de acuerdo con los motivos de viaje: asuntos personales, 35%; compras, 18%; y trabajo, 47%. En un estudio realizado en los Estados Unidos (Highway Research Board, 1971, p. 11) se observaron los porcentajes que siguen para zonas urbanizadas de 250,000 a 500,000 habitantes: asuntos personales, 51%; compras, 19%; y trabajo, 30%. Los porcentajes correspondientes a zonas urbanizadas de más de un millón de habitantes fueron respectivamente de 49%, 10% y 41%.

Demanda de estacionamiento

Se llama así a la necesidad de estacionar, y se puede expresar por los espacios individuales que se requieren para ese fin en un área determinada y el tiempo que es preciso ocuparlos. Como la demanda de estacionamiento varía con el tiempo, hay que indicar las horas en que se manifiesta esa demanda. Por lo tanto la demanda de estacionamiento tiene tres dimensiones: espacio, tiempo y ubicación; es decir, que cada vehículo requiere un espacio, durante cierto tiempo, a ciertas horas del día y cerca del destino intermedio o final de un viaje. Se puede expresar en espacios-horas para un área y periodo de tiempo determinados.

La demanda total para estacionar en un área urbana específica y en un tiempo determinado es la suma de : (1) los espacios horas (esp.-h) de los que se estacionan legal e ilegalmente en esa área y se dirigen a la misma, (2) los esp.-h de otros que también se dirigen al área considerada pero que estacionan fuera de ella, (3) los esp.-h que corresponderían a personas que aunque no usan su automóvil para ir a esa área, lo usarían si encontraran estacionamiento en condiciones aceptables a la hora que llegaren. Por lo tanto, la presencia de vehículos estacionados, si bien es una indicación de la demanda, no constituye la demanda.

Demanda de espacio para estacionar

La demanda de espacio total para estacionar refleja la naturaleza e intensidad del uso del terreno. Mediante estudios de estacionamiento se han establecido aproximadamente el número de espacios individuales para estacionar que requieren distintos usos del terreno y sus intensidades, lo que puede servir de guía para estimar la demanda de estacionamiento presente y futura.

Según un informe sobre estacionamientos en centros de trabajo preparado por el Instituto de Ingenieros de Transporte de los Estados Unidos (ITE, junio de 1988, p. 33) la demanda media registrada por 100 m2 de piso para distintas categorías de esos centros fue la siguiente:

Almacenes Industriaspesadas Industrias ligeras Oficinas

0.5 espacios 1.3 " 2.5 " 3.5 “

De acuerdo con Cal y Mayor (1986, p. 29), en la Ciudad de México se ha observado una demanda de uno a tres espacios por vivienda en edificios de apartamento, según el valor de los mismos.

Estas cifras se ofrecen solamente como orientación general, pues la demanda de estacionamiento es muy variable y depende también de otros factores como: (1) el grado de motorización, (2) el nivel socioeconómico, (3) la existencia, eficiencia, seguridad y costo del transporte colectivo, (4) el costo del estacionamiento, (5) el tamaño, densidad, clima y otras características de la ciudad, que puedan favorecer los viajes a pie y (6) la falta de seguridad en estacionamientos

Demanda de tiempo para estacionar

Esta es la segunda dimensión de la demanda para estacionar. Ya se explicó que el tiempo de estacionamiento está relacionado con el motivo del viaje.

En 1977 se hizo un estudio en la Ciudad de México de siete estacionamientos fuera de la vía, y el porcentaje medio de la duración del estacionamiento fue el siguiente (Cal y Mayor, 1986, p. 33):

Duración (h) 1 2 3 4 5 6 7 8 >8Porcentaje medio 28 24 18 9 6 3 2 3 7

En los Estados Unidos se ha observado que la duración del estacionamiento (cuando el vehículo no está “durmiendo') no solamente varía con el motivo del viaje, sino también con la población del área urbanizada que se considera, como muestra la Tabla 2.

Tabla 2Duración media del estacionamiento (h) en ciudades norteamericanas, clasificada por motivos del viaje

Motivo del viajePoblación del área urbana (1, 000 hab.)

Asuntos personales

Compras Trabajo Todos

10-25 25 - 50 50-100 100 - 250 250 - 500

500 - 1,000

0.4 0.5 0.8 0.9 1.0 1.7

0.5 0.6 0.6 1.3 1.3 1.5

3.5 3.7 3.3 4.3 5.0 5.9

1.3 1.2 1.2 2.1 2.7 3.0

FUENTE: Highway Research Board (1971), p. 14

Ubicación del estacionamiento

Esta es la tercera dimensión de la demanda de estacionamiento. De acuerdo con Box (1992, 199) , desde el punto de vista del usuario, los factores más importantes para usar un lugar para estacionar son: (1) distancia a recorrer a pie, (2) costo del estacionamiento, (3) seguridad personal, y (4) protección contra las inclemencias del tiempo en su recorrido a pie. En general, los ocupantes de un vehículo están dispuestos a andar más si van a estacionar por largo tiempo, viven en ciudades grandes, los estacionamientos cercanos son muy caros y el camino al estacionamiento es seguro y agradable.

La Tabla 3 presenta distancias andadas del lugar del estacionamiento al destino del que estaciona, que se han observado en los Estados Unidos.

Oferta de estacionamiento

Esta oferta es el espacio disponible para estacionar, en una zona determinada, por tiempo cierto tiempo que puede ser ilimitado, a ciertas horas del día o a toda hora. Al igual que la demanda para estacionar, la oferta es también tridimensional (espacio, ubicación y tiempo) y puede expresarse en espacios-horas para un área y periodo de tiempo dados. Hay dos tipos generales de ofertas de espacios para estacionar: en la vía pública y fuera de ella; tanto una como otra puede ser gratis o tarifada

Tabla 3Recorridos medios a pie (m) de sitios de estacionamiento a destinos de viaje, clasificados

por duraci ón de estacionamiento Duración de estacionamiento (h)

Población del área urbana (1,000 hab.) 0.5- 1 1 -2 2-5 Más de 510-25 70 80 90 10025-50 80 90 110 12050-100 90 110 130 130

100 - 250 120 120 150 140

250 - 500 130 150 180 220500-1,000 150 160 190 280

Más de 1,000 160 170 210 280

FUENTE: Highway Research Board (1971), p. 15.

Estacionamiento en la vía pública

La forma más deseable y fácil de estacionar un vehículo es en la calzada, junto a la guarnición de la acera y paralelamente a la misma. Sin embargo, si el ancho de la calzada es suficiente y no se entorpece la circulación, es posible estacionar los vehículos formando un ángulo oblicuo y hasta recto con el bordillo. En la Tabla 4 se muestran los espacios requeridos para estacionar automóviles norteamericanos en la vía pública, que han estado vigentes en los Estados Unidos por muchos años.

Tabla 7-4Espacio requerido para estacionar autom óviles norteamericanos en la calzada de una calle*

Ángulo de los vehículos Ancho para estacionar (m) Ancho para Longitud con la guarnición estacionar y por

maniobrar (m) Paralelamente 2.10 5.80 6.70

45° 5.20 8.80 3.4090° 5.50 13.20 2.40

*Basado en espacios para estacionar paralelamente de 2.10 x 6.70 m y oblicuamente de 2.40 x 6.70 m.

Debido a la falta de visibilidad al entrar y salir del espacio para estacionar, el estacionamiento oblicuo es más peligroso que el paralelo. Por lo tanto, no es recomendable estacionar oblicuamente al bordillo en vías donde circule un volumen de tránsito apreciable.

Estacionamiento fuera de la vía pública

Fuera de la vía pública, los vehículos se estacionan en entradas á propiedades y en lotes de estacionamiento y garajes privados o públicos.

Los lotes de estacionamientos son solares privados o públicos, pavimentados o no, pero acondicionados para el estacionamiento de los vehículos a la intemperie. Los garajes para estacionamiento son partes de viviendas destinadas a alojar vehículos o edificios construidos o habilitados para ese fin. Ambos se consideran terminales de estacionamiento cuyo proyecto está fuera del alcance de estos principios.

Sólo diremos que estas terminales tienen espacios para estacionar cuyas dimensiones varían entre 2,50 x4.50 m y 2.75 x 5.65 m. El espacio necesario para abrir las puertas de los automóviles es lo que determina el ancho de estos espacios. Los espacios más pequeños se usan en terminales donde empleados (que tienen mayor pericia) estacionan los vehículos y hay espacios dedicados a automóviles pequeños. Los más grandes los ofrecen comercios donde se busca ofrecer comodidad a clientes. Estos espacios se disponen ángulo recto u oblicuo con los pasillos de acceso.

El ancho de los pasillos de acceso fluctúa entre 4.50 y 8.00 m, correspondiendo los anchos mayores a lugares donde los espacios están dispuestos en ángulo recto con los pasillos.

Relación entre la demanda y la oferta de estacionamiento

En general, en los centros de las ciudades populosas la situación de los espacios para estacionar no corresponde exactamente a la distribución de la demanda de estacionamiento y los poseedores de los vehículos deben estacionarlos con frecuencia en lugares bastante alejados de su destino final y completar su viaje como peatones. Sin embargo, como puede observarse en la Tablas 3, aun en los casos en que se esté dispuesto a andar más, en 1971 como el 50% de las personas en los Estados Unidos no estacionaban sus vehículos a más de dos cuadras de su destino. Ahora la situación será seguramente más grave.

Una manera de equiparar mejor la oferta de estacionamiento con la demanda es mediante el estacionamiento compartido, esto es, que un mismo sitio de estacionamiento pueda servir a dos o más usos del terreno distintos que se realizan a corta distancia y cuyas horas de máxima demanda no coinciden. Así sucede con las oficinas y los espectáculos nocturnos.

Si la demanda para estacionar en un área determinada es momentáneamente mayor que la oferta a precios aceptables, los que no consiguen estacionar al precio que desean dentro del área lo hacen fuera de ella y llegan a su destino mediante largas caminatas o usando transporte público cuando es posible. Si el motivo de su viaje no requiere un destino único, como sucede con los viajes de compras, se pueden ir a otro lugar donde encuentren estacionamiento con mayor facilidad. De este modo la demanda se ajusta por sí sola a la oferta, pero perjudicando a los comerciantes del área con deficiencia dé espacios para estacionar, que pierden clientes. Estos se verán forzados a proporcionar estacionamiento a sus clientes, hacer que otros lo ofrezcan o mudar sus establecimientos para lugares de mejor acceso.

Ese éxodo de actividades humanas, causado por deficiencias en la oferta de estacionamiento, es una de las razones por las que los centros de las ciudades con alto grado de motorización van perdiendo importancia. Algo análogo, aunque no tan grave, sucede con los centros de trabajo.

Una práctica utilizada para combatir la escasez de espacios para estacionar es obligar a los que construyen nuevos inmuebles, a proveer estacionamiento fuera de la vía pública para sus usuarios.

Estudios sobre estacionamientoPara conocer la oferta de estacionamiento se hacen inventarios sobre el mismo. En ellos se observa el número de espacios para estacionar, su ubicación y limitaciones a su uso. Los inventarios de los espacios en las vía pública se hacen generalmente recorriendo éstas a pie. En lotes y garajes se puede suplementar lo observado con información registrada por los que están a cargo de ellos.

La determinación de la demanda de estacionamiento es más difícil y no proporciona resultados muy precisos. Se suele hacer entrevistando a los que estacionan y preguntándoles dónde queda el destino de su viaje, que se considera el foco de su demanda, por lejos que esté del

lugar donde estacionaron. Sin embargo, ése también sería el foco de la demanda ignorada de otros que quisieron estacionar cerca de él, no pudieron, y tuvieron que usar el transporte público o estacionar en lugares no investigados. Entrevistas a los que llegan a pie a comercios u oficinas pueden revelar mejor la demanda de estacionamiento, preguntando simplemente si usaron su vehículo o no, y suponiendo que quisieran estacionar cerca de esos lugares.El Manual de estudios de ingeniería de tránsito de Box y Oppenlander (1985) (véase la bibliografía) describe cómo hacer estudios sobre estacionamientos en las páginas 132-162.

Cuando se ha estimado la oferta y demanda de estacionamiento dentro de un área urbana, la relación entre éstas se puede indicar mediante un gráfico como el que se muestra en la Figura 6.

Figura 6 Representación gráfica del exceso y deficiencia de espacios para estacionar por manzana

Estacionamiento y tránsito

Los vehículos estacionados en la vía pueden presentar las siguientes dificultades al tránsito, especialmente en las arterias urbanas2: (1) substraer uno o más carriles a la circulación y aumentar los accidentes por roce lateral (2) detener la corriente vehicular, y ocasionar turbulencia y choques por alcance cuando paran para estacionarse, (3) agravar la situación si sus ocupantes salen por las puertas que dan a la calzada, (4) causar inconvenientes análogos cuando salen de su estacionamiento, y (5) reducir la visibilidad a los peatones que cruzan la calzada y a los conductores de vehículos que giran. También los vehículos que circulan buscando estacionamiento a lo largo de las calles aumentan los volúmenes de tránsito y entorpecen la circulación al ir más lentamente que los demás.

Considerando esas dificultades, teniendo en cuenta que la función principal de una arteria urbana es el movimiento de vehículos, y que el estacionamiento es una función secundaria, muchos ingenieros de tránsito creen que si esta función secundaria dificulta la circulación del tránsito, debe limitarse o prohibirse el estacionamiento en la vía pública. Otra razón para ello es que la circulación del tránsito necesita un espacio determinado y

continuo a lo largo de una calle que es sumamente difícil de ensanchar, mientras que el espacio requerido para estacionar puede ofrecerse en cualquier terreno cercano a los destinos de viajes o en pisos de edificios dedicados a otros menesteres.

Por otra parte, muchas arterias sólo necesitan dedicar todos sus carriles a la circulación del tránsito durante las horas pico, y a veces en un solo sentido, mientras que en las hora valle pueden permitir estacionamiento rápidos y cortos, que son mas cómodos en la vía publica. En este caso, sin embargo, la prohibición del estacionamiento (y aún de esperas) en la hora pico debe hacerse cumplir en forma muy estricta, pues la presencia de un solo vehículo parado puede causar grandes trastornos. Más adelante se habla sobre esta prohibición.

Los estacionamientos en el centro de ciudades grandes son caros por que all í el terreno tiene generalmente un precio muy elevado, y es por eso que muchos utilizan el transporte colectivo para ir al centro, si éste resulta conveniente. No obstante, en ciudades de baja densidad y alta motorización, los que viven lejos de las líneas de transporte colectivo no pueden aprovecharlo para ir al centro. Para estos casos se proporcionan sitios de estacionamiento en la periferia de la parte más densa de la ciudad, bien servidos por el transporte colectivo, para que la parte del viaje en la zona menos densa se haga en automóvil y luego continúe en transporte público. Hay ciudades que tienen sitios de estacionamiento alrededor del centro y autobuses pendulares que los comunican con otros puntos del centro en un esfuerzo para combatir la decadencia de su zona central.

ACCIDENTES DE TRANSITO

Se llama accidente a un suceso eventual o acción en que involuntariamente resulta daño para las personas o las cosas. Cuando uno de los factores que contribuyen a producir un accidente es la circulación de al menos un vehículo por una vía, entonces se dice que el accidente es de tránsito. Llamamos implicaciones al número de vehículos que intervienen en los accidentes que se estudian, de manera que puede haber tres accidentes con siete implicaciones.

Magnitud del problema

Es imposible tener información sobre todos los accidentes de tránsito que ocurren anualmente en el mundo, pero tomando estimaciones de muchas fuentes podemos decir que los accidentes de tránsito matan de 300,000 a 500,000 personas y dejan de 10 a 15 millones de lesionados, aparte de indecibles sufrimientos físicos y cuantiosas pérdidas económicas; es decir, que son más mortíferos que las guerras. Es un problema sumamente serio que no puede pasarse por alto.

Esos accidentes son el resultado de una falla en uno o varios de los elementos fundamentales del tránsito: el usuario de la vía, el vehículo y la vía, pero según afirman Roess, McShane y Prassas (1998, p. 182) estudios han demostrado que en los Estados Unidos en el 96% de los accidentes de tránsito ha habido cierto error del conductor. Es difícil que el ingeniero de tránsito pueda evitar errores humanos, pero ante un; problema tan pavoroso, debe tratar de que la vía y su entorno sean lo más ¡seguros que sea posible, para reducir la probabilidad de que esos errores ocurran y mitigar sus nefastas

consecuencias si ocurren.

En general, la acción del ingeniero frente al accidente de tránsito puede seguir los siguientes pasos fundamentales:

1. Obtención de datos adecuados sobre los accidentes. Para ello es preciso que exista unorganismo que pueda compilar esos datos en forma completa y eficaz, formando unregistro de accidentes; que tome toda la información que necesitan el ingeniero detránsito y otros; y que la transmitan regularmente

2. Ordenación y análisis de los datos sobre los accidentes de tránsito a fin de tratar dedeterminar sus causas principales.

3. Estudio sobre las características de los accidentes de tránsito para conocer los factoresde carácter general que contribuyen a producirlos.

4. Selección y aplicación de las medidas de ingeniería de tránsito encaminadas a evitaraccidentes y reducir sus perjuicios.

5. Evaluación de las medidas aplicadas.

Tipos de accidentes de tránsito

De acuerdo con los daños

En líneas generales, los accidentes de tránsito se pueden clasificar, según con los daños que causan en: (1) accidentes mortales, cuando ocasionan el fallecimiento de alguna persona; (2) accidentes con heridos, cuando se atropella a alguien sin causar muertes (3) y accidentes con daños materiales, si sólo se producen estos daños. Los conflictos que no causen ninguno de los daños mencionados no se consideran como accidentes, sino como incidentes,

De acuerdo con su naturaleza

En este caso la clasificación puede ser como sigue:1. Choques

a) Con otro vehículo(1) De frente(2) Roce lateral(3) En ángulo recto(4) Por alcance o por detrás(5) Otros

b) Con objeto fijo2. Atropellos (a peatones y otros)3. Otros accidentes

Adquisición de información sobre accidentes de tránsito

La formación y mantenimiento de registros adecuados de accidentes de tránsito es de

necesidad imperiosa para orientar a los organismos encargados de la administración del tránsito, y la base de esos registros son los procedimientos para dar parte o informar sobre los accidentes. Esos registros constituyen la principal fuente de información de que dispone el ingeniero de tránsito sobre esos accidentes.

En muchos países la ley exige que todo conductor que sufra un accidente de tránsito, presente un parte por escrito al funcionario que corresponda dando cuenta del accidente. No obstante, esa función recae generalmente en la policía, que va al lugar del accidente, adquiere la información que puede y rinde un informe describiendo el accidente e indicando las circunstancias que, aparentemente, contribuyeron a la ocurrencia del mismo. La Figura 7 presenta una planilla utilizada en México para dar parte de un accidente.Sería muy conveniente que se rindieran informes de todos los accidentes de tránsito de cierta importancia que ocurrieren, pero en la práctica eso nunca sucede y quedan ignorados numerosos accidentes. Los accidentes con daños leves tienen más

Probabilidades de que se dejen sin informar que los que ocasionan daños graves y es raro que pase inadvertido un accidente mortal. Por lo tanto, si se halla la relación aproximada

que exista entre los accidentes mortales y los demás accidentes, es posible tener una idea sobre la cantidad de accidentes que faltan por informar, suponiendo que se conozcan todos los accidentes mortales. En los Estados Unidos por cada accidente de tránsito mortal que tiene lugar, ocurren unos 30 ó 40 con heridos y de 200 a 300 con daños materiales.

Organización de la información sobre accidentes de tránsito

Es conveniente que todos los informes sobre accidentes de tránsito se dirijan a una oficina central donde los interesados en esos informes puedan tener acceso a los mismos u obtener la información que deseen de ellos. La oficina donde se archivan los informes sobre accidentes de tránsito generalmente está a cargo de la policía.

Para facilitar el uso de los datos contenidos en los informes sobre accidentes de tránsito, es preciso que esos informes se archiven por orden geográfico o de ubicación. Algunas autoridades prefieren archivar los informes cronológicamente y formar un archivo por ubicaciones con referencias al archivo cronológico, pero los ingenieros de tránsito prefieren que se clasifiquen por el lugar donde ocurre el accidente. Se acostumbra a clasificar a los accidentes que suceden en intersecciones separados de los que tienen lugar a media cuadra Para evitar que haya repetición de intersecciones, se puede seguir el siguiente procedimiento. Se toma una dirección preferente, digamos la Norte-Sur y se prepara un archivo primario con los nombres de estas calles (N-S), engorden alfabético, y dentro de cada archivo primario y se colocan otros archivos secundarios con los nombres de las otras calles (E-O) que intersecan a las primeras y los tramos entre ellos, también en orden alfabético. Allí se colocan los informes de los accidentes que ocurren en las intersecciones y a media cuadra en las calles N-S. Otro archivo primario separado se prepara para las calles E-0 con archivos secundarios sólo para los tramos entre intersecciones.

Los archivos de accidentes se suelen retener durante uno o dos años, como archivos activos, luego se almacenan durante tres o cinco años y más tarde se destruyen. Para retener la información vital durante más tiempo se preparan sumarios tabulares de la misma, donde hay datos tales como el tipo del accidente, el número y tipo de los vehículos implicados, su dirección, estado del tiempo y el pavimento y el número de muertos y lesionados. De este modo la información de los accidentes que ocurren en un sitio durante un año casi siempre puede presentarse en una sola página.

La tendencia ahora es que las ciudades tengan archivos computarizados, dispuestos en bases de datos que faciliten la preparación de sumarios de distintos tipos y el análisis de accidentes, pues los datos sobre ellos se pueden relacionar fácilmente con datos sobre volúmenes de tránsito, características geométricas de las vías, tipo y estado del pavimento, señales y marcas, semáforos y su programación, etc., siempre que los otros datos estén también en bases de datos computarizados. Sin embargo, la tarea de digitar los datos en medio magnético tiene que hacerse penosamente a mano y no todas las entidades encargadas del tránsito disponen de los medios para capturar eficazmente los croquis de los informes sobre accidentes que resultan muy útiles para el ingeniero de tránsito.

Análisis de la información sobre accidentes

Una vez que se ha obtenido la información sobre accidentes y se ha dispuesto en forma

accesible, se puede proceder a analizarla desde distintos puntos de vista.

Índices de accidentalidad

Para dar una idea de la gravedad del problema de los accidentes de tránsito no basta expresar su número total ni la cantidad de víctimas que producen, sino relacionar esos datos con los factores que indiquen el grado de exposición al riesgo de accidentes.. Esto ha dado lugar a la creación de distintos índices de accidentalidad que sirven para comparar su gravedad en lugares distintos durante el mismo período de tiempo o en el mismo lugar para distintas épocas.

De acuerdo con Carisson y Hedman (1990, p. 29), si los accidentes de tránsito se enfocan como un problema de salud pública el grado de exposición puede expresarse como el número de habitantes que viven donde se estudia el problema. En cambio, si se trata de determinar la seguridad de un sistema de transporte el grado de exposición debe definirse por una medida relativa al tránsito, tal como el número de conductores o vehículos que circulan por el sistema o parte de él, o el número de kilómetros que recorren esos vehículos por el sistema (veh-km) o parte de él, durante el tiempo que se analiza:

En el caso en que se analice una intersección, el grado de exposición' sé°t6iña«ornó el número de vehículos que entran en la intersección y si se analiza un tramo de vía o todo un sistema vial, se emplea la distancia total recorrida en veh-km. El índice se calcula multiplicando el número de accidentes por un factor dimensional arbitrario y dividiendo el producto entre el grado de exposición. De este modo los índices de accidentalidad para intersecciones y tramos de vías están dados por:

Indice de accidentalidad= no .de accidentes×1010

no . de vehiculosque llegan(7)

Indice de accidentalidad para tramo via=no . deaccidentes ×108

veh .−km recorrido(8)

El número de accidentes y el grado de exposición deben corresponder al mismo periodo de tiempo. Las Ecuaciones 7 y 8 u otras similares se pueden usar para calcular los índices para todo un sistema vial, como el de una ciudad, pero son pocas las ciudades donde existan datos sobre volúmenes de tránsito confiables para todo el sistema. Para estimar los índices para todo un país o región, si se conoce aproximadamente el consumo de combustible durante el periodo que se estudia, se puede estimar el recorrido total de los vehículos multiplicando los litros consumidos por el rendimiento promedio de los vehículos, que suele fluctuar alrededor de 5 kilómetros por litro de gasolina consumido.

La manera de dar parte sobre los accidentes varía de un lugar a otro y la confiabilidad de la información es desigual; por lo tanto, muchos creen que es preferible trabajar con índices basados en el número de muertes causadas por los accidentes que son más fáciles de conocer. Estos índices se denominan índices de mortalidad por accidentes de tránsito, y se obtienen empleando la Ecuaciones 7 y 8, pero substituyendo el número de accidentes por las muertes provocadas por esos accidentes.También se ha usado el llamado índice de gravedad, que es simplemente la relación entre el número de muertes que producen los accidentes de tránsito y el número correspondiente de accidentes. Ya que el conocimiento del número de muertes suele ser mucho más cierto que

el número de accidentes ocurridos, es muy probable que se sobrestime el valor de ese índice.

EJEMPLO:

Por la Avenida Primera circula un Tránsito Promedio Anual (TPDA) de 15,000 veh/día y por la Calle Décima un TPDA de 10,000 veh/día en las inmediaciones de la intersección de esas dos vía. En el año pasado se registraron 72 accidentes de tránsito en esa intersección de esas dos vías y en uno de ellos resultó muerta una persona. En un tramo de la Calle Décima de 10 km de longitud, donde el TPDA medio es de 8,000:veh/díalocurrieron 54 accidentes durante el mismo año, pero no hubo que lamentar ninguna;muerte. Se desea estimar los índices de accidentalidad y de mortalidad para la intersección y el tramo mencionados.

Teniendo en cuenta que los TPDA son para el tránsito en dos sentidos y para el día promedio del año, aplicando las Ecuaciones 7 y 8 se tiene:

Indice de accidentalidad para lainterseccion= 72 ×106

25,000× 365=7.9

Indice de accidentalidad parael tramo= 54 × 108

8,000× 10 ×365=185

Indice de mortalidad para lainterseccion= 1 ×106

25,000× 365=0.11

Ya que no hubo que lamentar ninguna muerte en el tramo de la calle Decima, el índice de mortalidad para el tramo resultó cero.

Costos de los accidentes

Los costos de los accidentes de tránsito no pueden determinarse exactamente, por la dificultad en obtener todos los datos necesarios y por la imposibilidad de evaluar correctamente valores inestimables tales como la vida humana. Sin embargo, la estimación del costo de los accidentes de tránsito es útil, porque; en primer lugar, permite a las autoridades demostrar cuantitativamente la importancia de las actividades destinadas a prevenir los accidentes; en segundo lugar, establece una base económica para comparar accidentes entre sí y en tercer lugar, capacita al ingeniero de tránsito para relacionar los costos de la aplicación de las medidas técnicas con los ahorros que producen esas medidas en términos de accidentes. No hay que olvidar que, frecuentemente los fondos que se usen para mejorar la seguridad vial deben competir con los de otros beneficios sociales como la asistencia médica, la ayuda a necesitados y la instrucción pública.

Según indican Carlsson y Hedman (1990, p.. 37) citando un trabajo de Hill y Jones-Lee3, hay distintas maneras de determinar estos costos:

• Costos sociales brutos, tales como los de daños materiales, médicos y hospitalización,policías, tribunales de justicia, administración de seguros y el valor presente de lapérdida de salario de la víctima.

• Costos sociales netos, que son, en el caso de muertes, la diferencia entre los costossociales brutos y los del consumo material de la víctima desde la ieen* del-aecidehtehasta la fecha en que se espera terminaría normalmente su vida.

• Costos totales de las primas de seguro que representa lo que la sociedad está dispuestaa pagar por los accidentes de tránsito.

• Indemnizaciones que hacen pagar los tribunales de justicia a los que declaranresponsables de los accidentes.

• El método de la voluntad de pagar que se basa en lo que la gente está dispuesta apagar por mejorar la seguridad vial; es decir, que el costo a la sociedad de losaccidentes que se evitan pagando lo que la sociedad está de acuerdo en pagar se tomacomo el costo de esos accidentes. Lo difícil es saber lo que quiere la sociedad.

Aplicando este último método, la Federal Highway Administration (1988) de los Estados Unidos estimó que los costos medios de los accidentes, en dólares de 1986 serían los siguientes:

Accidente mortal: 1,700,000 dls.Accidente con heridos 14,000 dls.Accidente con daños materiales: 3,000 dls.

En cambio, el National Safety Council (1991) estimó los siguientes valores, en dólares de 1991

Accidente mortal: 410,000 dls.Accidente con heridos 2,900 a 38,200 dlsAccidente con daños materiales: 3,500 dls.

La gran diferencia es en los accidentes mortales.

Sitios de alta accidentalidad

Debido a la limitación de recursos para mejorar la seguridad vial, las entidades que realizan estas mejoras deben dirigir sus recursos a los lugares donde se concentren los accidentes, que se denominan sitios de alta accidentalidad.

Mapas de ubicación de accidentes

Estos mapas o planos constituyen una manera fácil y efectiva de identificar sitios de alta accidentalidad cualitativamente. Si se estudia un área urbana pequeña y un número limitado de accidentes basta con un simple plano de la ciudad correspondiente a una escala de alrededor de 1:5,000 y con los nombres de las calles; pero sát 'detalles topográficos, donde se indique con alfileres o por otros medios te ^irieacidaúde los*

accidentes. Las indicaciones en el mapa se hacen al recibirse los informes sobre accidentes y se suelen emplear diferentes símbolos para representar las distintas clases de accidentes. La Figura 8 presenta parte de un mapa de ubicación de accidentes.

Las indicaciones en los mapas de ubicación de accidentes se suelen acumular durante un año al cabo del cual, se fotografía el mapa y se retiran las indicaciones para empezar a ponerlas de nuevo. Las fotografías de los mapas se pueden usar para comparar las distribuciones de los accidentes de un año para otro.

La tecnología informática permite generar electrónicamente esos mapas de una base de datos sobre accidentes bien organizada. Los mapas generados pueden representar áreas grandes y un número elevado de accidentes.

Diagramas de colisión y de condiciones

Como ayuda para la investigación de los lugares críticos donde se concentran los accidentes, es conveniente dibujar diagramas de colisión y de condiciones.El diagrama de colisión ilustra, por medio de flechas direccionales y símbolos, las trayectorias y puntos de choque de los vehículos y peatones participantes en accidentes.

SÍMBOLOS

Accidentes Mortales Accidentes No Mortales

Vehículo x Peatón Otros Accidentes• O

Figura 8 Porción de un mapa de ubicación de accidentes

Estos diagramas pueden prepararse para intersecciones o para tramos de vías entre las mismas. Véase la Figura 9.

Los diagramas de colisión casi nunca se dibujan a escala y en el caso de los de tramos de calles o carreteras las distancias entre los lugares de concentración de accidentes pueden acortarse. Los diagramas son esquemáticos y las flechas no muestran exactamente las trayectorias de los vehículos para que no se superpongan y resulten confusas. En una de las flechas debe anotarse la fecha en que ocurrió el accidente y la hora más próxima. Condiciones anormales, tales como conductores en estado de embriaguez o "patinazos" de los vehículos deben especificarse. Si hay muchos vehículos se pueden usar flechas que indiquen vehículos múltiples. Los símbolos que se recomiendan aparecen en la parte inferior de la Figura 9.

Existen programas informáticos que ayudan a preparar los diagramas de colisión. Algunos de estos programas funcionan directamente con las bases de datos sobre accidentes computarizadas. Los programas suelen ser flexibles y ofrecen al usuario la opción de designar las variables que muestre el diagrama; que puede observarse en pantalla o granearse.

Un diagrama de condiciones es un dibujo a escala que muestra las caracter ísticas físicas más importantes del lugar que se estudia, para ayudar a interpretar mejor la ocurrencia de los accidentes. Debe acompañar al diagrama de colisión y se hace generalmente a escalas de 1:250 a 1:100. Debe mostrar un área suficientemente grande para que abarque todos los detalles que puedan afectar el movimiento del tránsito. En la Figura 10 se muestran un diagrama de condiciones que corresponde al diagrama de colisión de la Figura 9. Los detalles que debe contener son generalmente: 1) guarniciones y bordes de calzadas; 2) líneas de paramento; 3) aceras y entradas de vehículos; 4) obstrucciones visuales; 5) obstrucciones físicas en la calzada; 6) cunetas; 7) puentes, pasos a desnivel y alcantarillas; 8) semáforos, señales de tránsito y marcas en el pavimento; 9) iluminación; 10) pendientes; 11) tipos de pavimentos; 12) usos del terreno que bordea la vía; 13) denominaciones de/las vías; 14) irregularidades en el pavimento.

Factores que afectan la frecuencia y gravedad de los accidentes

El objetivo de los análisis de diagramas de colisión y condiciones, así como de otros análisis sobre accidentes de tránsito, es buscar las causas de los mismos, para que actuando sobre esas causas se pueda reducir el número y la violencia de los accidentes. •

Siempre ha existido la tendencia de achacar la ocurrencia de un accidente a una sola causa, pero, en general los accidentes dependen de muchos factores de los cuales se conocen algunos y se ignoran otros. Muchos piensan que si estos factores constituyen los eslabones de una cadena de causas, aunque no se conozcan todos ellos, y si se rompe un eslabón, se impediría el accidente o se reduciría la gravedad de sus consecuencias.o Creemos que desconocimiento de todos los factores causales lleva a considerar el accidente como un suceso fortuito y que esos factores y la forma en que se combinan influyen más bien sobre la. probabilidad o riesgo de que ocurra el accidente. De este modo, la persona que ha sufrido un accidente ha estado en una situación insegura y también ha sido desafortunada.

Basándose en numerosas fuentes, Carlsson y Hedman (1990) consideran que los siguientes son factores importantes que aumentan el riesgo de que ocurran accidentes de tránsito:

Factores del usuario de la vía

• Uso de bebidas alcohólicas y drogas• Conductores muy jóvenes e inexpertos• Conductores muy ancianos• Renuencia a usar dispositivos de seguridad (cinturones, cascos, etc.)

Factores vehiculares

• Uso de motocicletas• Falta de cinturones de seguridad• Vehículos diseñados sin protección contra choques

• Llantas gastadas• Frenos en mal estado• Luces deficientes

Factores viales• Intersecciones• Calzadas angostas• Combinación de curvas cerradas y pendientes fuertes• Accesos a intersecciones sin control• Guías visuales deficientes (falta de marcas en el pavimento, vialetas, etc.)• Objetos duros cerca de la calzada

Factores de tránsito, ambientales y otros• Mezclas de vehículos lentos y rápidos• Conflictos entre vehículos y peatones• Mezcla de vehículos ligeros y pesados• Vigilancia y acción policial deficientes• Servicios médicos de emergencia deficientes• Obscuridad, lluvia o niebla

Relación entre los parámetros del tránsito y la seguridad vial

En general, los accidentes de tránsito aumentan al aumentar los conflictos vehiculares o los de vehículo-peatón. Sin embargo, hemos observado que conforme se hacen más frecuentes los conflictos el conductor o peatón van poniendo más atención en la conducción

y cesa el incremento en el número de accidentes. No obstante, si los conflictos son demasiado numerosos observamos que vuelven a aumentar los accidentes, probablemente porque se confunda el conductor Cuando crece el volumen y la densidad del tránsito suelen multiplicarse los conflictos vehiculares y aumentar el número de accidentes aunque el aumento en los índices de accidentes no resulte tan grande.

La velocidad media de los vehículos es un factor que influye en la violencia de los accidentes porque los golpes que resultan son más fuertes a mayores velocidades. También al aumentar la velocidad tiende a incrementarse el número de accidentes, pues el conductor o peatón tiene menos tiempo para reaccionar y evitar el percance. A veces a un aumento de velocidad corresponde una disminución en la densidad del tránsito, y por lo tanto en la frecuencia de conflictos, lo que puede hacer disminuir el número de accidentes. Eso ha hecho pensar que hay una velocidad óptima desde el punto de vista de la seguridad, pero numerosos estudios en vías de circulación continua han demostrado inequívocamente, que cada vez que se hace disminuir o se permite aumentar la velocidad máxima, el cambio resulta respectivamente en una reducción o un aumento de la accidentalidad.

El número de accidentes también está relacionado con la variabilidad en la velocidad de los vehículos de la corriente vehicular pues a mayor variabilidad corresponde mayor número de rebases. También, los vehículos que circulan a velocidades mucho más altas o bajas que la velocidad media de la corriente pueden provocar accidentes porque normalmente no se espera que lleguen o se alcancen tan pronto.

Medidas para mejorar la seguridad vial

Una vez que el ingeniero (1) ha adquirido información sobre los accidentes de tránsito, (2) la ha organizado, (3) ha analizado y (4) ha investigado los factores que pueden haber contribuido a producir esos accidentes, los pasos siguientes son: (5) formular las medidas encaminadas a evitar los accidentes, o al menos a mitigar sus consecuencias, (6) tratar de que se apliquen esas medidas y (7) evaluar los resultados de las medidas.

Formulación de las medidas de seguridad

Esas medidas se pueden clasificar como (1) de corto alcance, (2) de mediano alcance, y (3) de largo alcance.

Medidas de corto alcanceEstán encaminadas a proporcionar soluciones económicas, dentro de la competencia del ingeniero de tránsito, que generalmente se pueden aplicar en menos de un año. Comprenden modificaciones a la regulación del tránsito, cambios geométricos menores como carriles de vuelta a izquierda, mejoras en la iluminación y eliminación de estorbos a la visibilidad, etc.

Por ejemplo, si en el diagrama de colisión de la Figura 9 se considera que0My demasiados5

choques en ángulo recto, esta anomalía se puede deber a (1) falta de visibilidad, (2) exceso de velocidad, (3) iluminación deficiente, (4) semáforo mal programado, (5) demasiada demanda de tránsito, etc. El ingeniero de tránsito puede tratar de juzgar mejor el problema visitando el lugar de día y de noche, realizando estudios cortos de velocidad y volumen de tránsito y consultando a colegas con mayor experiencia. Entre las medidas a

corto plazo que puede proponer se encuentran (1) eliminar restricciones a la visibilidad, (2) limitar la velocidad, (3) mejorar la iluminación, (3) restringir el estacionamiento cerca de la intersección, (3) mejorar la programación del semáforo, (4) añadir un carril (si hay espacio).

Medidas a mediano alcanceEstas suelen requerir más de un año para su aplicación, su costo es apreciable y van más allá de las técnicas de la ingeniería de tránsito. Entre ellas se encuentran: instalación de un sistema mejorado de semáforos, canalización o encauzamiento de intersecciones, construcción de pasos a desnivel, institución de programas de inspección vehicular, mejoramiento del sistema de registro de accidentes de tránsito, etc.

Medidas a largo alcanceSon las que tratan de construir un futuro mejor y se basan no solamente en principios deIngeniería sino también de urbanismo, ciencias sociales, electrónica y otras disciplinas.

Comprenden el establecimiento de sistemas de auditoría de seguridad para los proyectos viales, educación vial desde la escuela primaria, fomento de sistemas de transporte masivo seguros, urbanizaciones que favorezcan el transporte colectivo y los viajes a pie, y desarrollo de sistemas electrónicos inteligentes que mejoren la seguridad del tránsito.

La Federal Highway Administration (1981) publicó una lista de tipos de accidentes y de las medidas que se pueden aplicar para prevenirlos o aliviar sus efectos (véase la Bibliografía).

La determinación de las medidas que deben tomarse para mejorar la seguridad vial resulta complicada debido a las diversas personas e instituciones que tienen que ver con ellas y cuyos intereses a veces entran en conflicto. Esto sucede porque muchas de esas medidas no solamente afectan la seguridad, sino que producen otros efectos ajenos a la seguridad. Por ejemplo, a veces al mejorar la seguridad se perjudica la movilidad o se encarece el transporte. Por esta razón muchos creen que en vez de aplicarse medidas de seguridad aisladas por distintas instituciones y personas, se debe instituir un plan integral de seguridad vial de seguridad vial a nivel nacional. La obra de Cal y Mayor, y Cárdenas (1994, pp. 477-481) presenta las normas de un Plan Nacional de Seguridad Vial, que tiene como fin orientar a las autoridades del Gobierno Federal, de los estados y los municipios de la República Mexicana en la mejora de las medidas para hacer frente a los accidentes de tránsito. (Véase la Bibliografía).

Resultados de las medidas

Una vez que se ha adoptado y aplicado una medida de seguridad es importante determinar la efectividad de dicha medida. Esa determinación se acostumbra a hacer comparando el número de accidentes que ocurren donde la medida se ha aplicado con el número donde no se ha aplicado, con la condición que la diferencia entre los dos números se deba principalmente al efecto de la medida. Ese número de accidentes puede también variar debido al efecto de factores desconocidos y se dice que esas variaciones son aleatorias, es decir, debidas al azar. Para que los resultados de la comparación sean válidos es preciso que esas variaciones aleatorias sean despreciables, lo cual exige que los números de accidentes observados sean suficientemente grandes a fin de que la influencia de las variaciones aleatorias en la diferencia que se encuentre entre los números de

accidentes sea insignificante. Este es un problema estadístico que se trata de aclarar en la sección siguiente de estudios sobre tránsito.

Hay dos maneras principales de hacer esa comparación: (1) por experimentos estadísticos, y (2) por estudios anteriores y posteriores.

Experimentos estadísticosSe escoge aleatoriamente (al azar) un grupo de sitios en el sistema vial y el grupo se divide en dos subgrupos que se trata que no se diferencien más que en la medida que se va a aplicar en los sitios de un grupo. La comparación de los números de accidentes que se observen en uno y otro grupo da una buena indicación de la efectividad de la medida.

Naturalmente, el número de sitios y el tiempo que se escoja para hacer la comparación debe producir números de accidentes que sea estadísticamente aceptable. La dificultad mayor del procedimiento es que es difícil encontrar sitios que cumplan con los requisitos mencionados.

Estudios anteriores y posterioresAquí se hace una comparación del número de accidentes observados antes y después de la aplicación de la medida durante periodos de tiempo iguales. Este procedimiento es más viable que el anterior, pues se puede aplicar a un solo sitio, pero tiene la dificultad en que a veces es necesario escoger un periodo de tiempo largo para acumular el número de accidentes estadísticamente aceptable, y durante ese periodo pueden cambiar significativamente las condiciones que influyan en los accidentes. Un periodo de tres años se considera un equilibrio razonable entre tener suficientes accidentes y condiciones invariables. Muchas veces resulta útil incluir cierto número de sitios similares a los que se estudian, donde no se haya aplicado ninguna medida, con el fin de determinar si ha habido un cambio apreciable en las condiciones, y lo ha habido, tratar de tenerlo en cuenta. A estos sitios se le suele llamar sitios de control y su inclusión en la comparación acerca este procedimiento al primero.

Evaluación de las medidas de seguridad

Las medidas de seguridad pueden afectar tanto la seguridad como otras variables; por lo tanto, su evaluación debe hacerse teniendo en cuenta no sólo la seguridad, siso Sambiéa otras ventajas y desventajas ajenas a la seguridad. De acuerdo fien la ©rgañizáciiSff dS Cooperación y Desarrollo Económico (OECD)4, citada por Carlsson y Hédman (1990, pp. 32,33), entre los métodos para evaluar las medidas de seguridad que se tomen, se encuentran las siguientes:

Sentido común y experiencia

Este método consiste en una comparación informal de los distintos beneficios de las medidas de seguridad. Puede producir buenos resultados pero no uniformidad si se emplea por varias personas para evaluar distintas medidas.

Análisis de beneficios/costosCompara todos los efectos (beneficios) de las medidas de seguridad, positivas y negativas, en valores monetarios, con sus costos. Se estima que la mejor medida es la que produzca el mayor valor de la relación costos/beneficios. Tiene la ventaja que es un método bien conocido, que permite comparar costos y beneficios con los de otras inversiones, públicas o

privadas. Sus desventajas son: la dificultad en asignar valores monetarios a ciertos accidentes tales como los mortales y que no identificar los que sufragan los costos y los que reciben los beneficios.

Análisis de costo/efectividadEl método compara los costos de las medidas con sus efectos expresado por un indicador de efectividad numérico tal como la reducción en el número de accidentes o por un índice que represente en qué medida se logran los resultados deseados. Se considera que la mejor medida es la que produce la menor relación entre los dos valores numéricos empleados. Sus ventajas son: que no hay que asignar valores monetarios a aspectos no materiales (aunque éstos se tienen en cuenta) y que se presta muy bien para priorizar las inversiones. Sus principales desventajas son: que no se pueden comparar los beneficios de las inversiones en seguridad vial con otras inversiones dentro y fuera del sistema de transporte y que no se adapta muy bien a la comparación de distintos efectos (tales como los efectos sobre la seguridad y la movilidad).

Es preciso aclarar que estos métodos de evaluación sirven como guía en el proceso de tomar decisiones y que no remplazan las decisiones políticas.

ESTUDIOS SOBRE TRANSITO Información sobre

el tránsito

Para poder tomar decisiones acertadas en su trabajo, el ingeniero de tránsito debe adquirir dos tipos de información sobre el tránsito: información general e información específica.

Información general

Esta es la información global que el ingeniero adquiere sobre la naturaleza del fenómeno del tránsito, su regulación y otros elementos relacionados con él. Es información que puede utilizar en distintas circunstancias y que crea la base de su capacidad profesional. La obtiene el ingeniero en su etapa de formación como tal y también durante el ejercicio de su profesión.

Esa información es principalmente información secundaria; esto es, de segunda mano. Es la que se obtiene de escritos y publicaciones de distintos tipos, es decir, que es de dominio público.

También la información general puede ser, en menor grado, información primaria, que es información de primera mano, que se adquiere directamente del mundo real. La va obteniendo el ingeniero en el curso de su vida profesional, por síntesis de experiencias vividas, y es la que le va dando un cierto sentido común ingenien! que se denomina buen

juicio.

Información específica

La información específica es la que necesita el ingeniero de tránsito para realizar un trabajo en particular y se aplica al conjunto de elementos relacionados con ese trabajo. Si no es algo que se haya publicado, se puede considerar que es información primaria, o sea, de primera mano, si procede directamente de la realidad, aunque el ingeniero no la haya tomado personalmente del terreno.

Entre las clases de información específica se encuentran las siguientes:

1. Variables del tránsito: Volumen, composición por clase de vehículos, densidad,velocidad, tiempo de recorrido, demoras, etc.

Características del sistema vial: Clasificación funcional de las vías, dimensiones,capacidad, número y ubicación de los espacios para estacionar, etc.

3. Elementos de la regulación del tránsito y su cumplimiento: Señalización verticaly horizontal, semáforos y sus programas, etc. , y medida en que se cumplen susindicaciones.

4. Características de los usuarios de las vías y sus vehículos: Tiempos de reacciónde conductores, velocidad de marcha de peatones, características dinámicas delos vehículos, radios de giro, etc.

5. Otras variables que afectan al tránsito o son afectadas por él: Accidentes,demanda de estacionamiento, transporte colectivo, transporte de mercancías,demanda de circulación peatonal, comportamiento de peatones, etc.

Fuentes de información específicas: inventarios

Consideramos que las fuentes principales de la información específica son los inventarios y los estudios de tránsito.

Un inventario vial es un conjunto organizado de datos sobre un sistema vial existente. El fin primordial del inventario para el ingeniero de tránsito es facilitarle información que necesita sobre vía y tránsito en forma expedita y con la exactitud requerida. La utilidad del inventario depende de tres factores fundamentales (1) el costo de su preparación y actualización comparado el ahorro que produce tomar la información del inventario, en vez de adquirirla directamente del campo cuando se necesite; (2) la importancia de tener a mano la información deseada en el momento que se requiera; y (3) la necesidad de retener valores "históricos".

Fuentes de información específica: estudios de tránsito

La fuente de información específica con que cuenta el ingeniero de tránsito, además de los inventarios, son los estudios de tránsito, que consisten en la adquisición de información primaria directamente de la realidad. Sin embargo, como los inventarios se han confeccionado principalmente con los resultados de estudios de tránsito, se puede decir que estos estudios constituyen la fuente fundamental de la información específica.

Los estudios comprenden tres actividades principales: (1) la toma de datos, (2) la reducción de datos y, (3) el análisis de la información extraída.

Toma de datos

Es la adquisición de datos directamente del mundo real, por conteo, clasificación o medición. Su resultado son los datos en bruto.

ProcedimientosLos procedimientos más empleados en ingeniería de tránsito para tomar datos son las encuestas y la observación directa.

EncuestaEs el proceso de obtener la información buscada formulando preguntas orales o escritas al público y clasificando sus respuestas de acuerdo a ciertos patrones establecidos. Los medios principales de la encuesta son el cuestionario y las entrevistas. El cuestionario consta de una serie de preguntas preparadas de antemano, dirigidas a personas seleccionadas por métodos de muestreo estadístico. El cuestionario se puede entregar personalmente, enviarlo por correo, o llenarse mientras se realiza una entrevista. En general los cuestionarios se elaboran en forma de que sus respuestas se presten al análisis estadístico.

En ingeniería de tránsito no se emplean las encuestas tanto como en las ciencias sociales. Se usan más en estudios sobre estacionamiento y accidentes de tránsito, así como para evaluar la popularidad de una medida para regular el tránsito.

Observación directaMediante la observación se trata de estudiar los fenómenos del tránsito tal como son, sin perturbarlos, a diferencia de la experimentación, donde se crean las condiciones que se desea estudiar controlando algunas variables y estudiando los cambios en otras. Sin embargo, en estudios de ingeniería de tránsito comunes es raro que se utilice la experimentación, que es un procedimiento más afín a los estudios de investigación.

En la mayoría de los estudios, el observador no forma parte de lo observado; por ejemplo, cuando se miden velocidades con un medidor de radar. En otros casos el observador pertenece a lo observado. Así sucede cuando se mide la velocidad de una corriente vehicular desde un vehículo piloto inmerso en ella.

Si la presencia del observador puede tener un efecto significativo en el comportamiento de los usuarios de la vía observados, éste debe esconderse. Este es el caso de la medición de velocidades con un medidor de radar.La observación lleva casi siempre aparejado la anotación o el registro de lo observado. No obstante, hay casos en que conviene hacer observaciones sin registrar o anotar nada. Esto se hace para adquirir una idea preliminar y panorámica del fenómeno a estudiar, a fin de tener un conocimiento sobre su naturaleza que ayude a establecer mejor cómo debe observarse y qué variables hay que medir. También la observación del fenómeno, sin anotaciones que hacer o instrumentos que instalar y vigilar, permiten al observador concentrarse en obtener una visión global del fenómeno de interés que puede resultar muy útil para guiar su análisis.

Técnicas e instrumentos para la observación directa

Existen tres clases fundamentales de técnicas para la toma de datos por observación directa: (1) la manual, (2) la de instrumentos registradores, y (3) la fotográfica.

Técnica manualEs la más sencilla y la que está prácticamente al alcance de todos pues requiere solamente medios materiales simples y baratos, tales como papel y lápiz, tabla de apoyo y cronómetros. Los datos tomados se anotan en hojas de papel de donde que habrá que transcribirlos también manualmente a otro medio para reducirlos y analizarlos. Su principal ventaja es la pequeña inversión inicial que exige, pero en cambio requiere muchas personas-horas de trabajo y las transcripciones manuales son fuentes de equivocaciones. Su mayor aplicación es en estudios sencillos y cortos, donde no vale la pena buscar y utilizar instrumentos

Es posible mejorar la eficiencia de la técnica manual utilizando grabadoras de voz, pues es más rápido hablar que escribir. Si se calibra la grabadora con un cronómetro puede servir también para medir el tiempo en que se van haciendo las grabaciones. El inconveniente mayor de la grabación es la transcripción de lo grabado, que es una tarea muy lenta.

Una variante moderna de la técnica manual es el empleo de microcomputadoras portátiles para tomar los datos en el campo. Como estos instrumentos registran los datos magnéticamente, no hay transcripciones manuales para hacer la reducción y el análisis de los datos. También de esta forma es posible tomar mayor cantidad de datos por observador y por unidad de tiempo.

Instrumentos registradoresLa técnica requiere que los instrumentos se coloquen en la vía o en un vehículo para registrar automáticamente las observaciones. Entre estos instrumentos están los tradicionales contadores automáticos de volúmenes de tránsito, y los modernos detectores registradores de varios tipos, cuya eficiencia aumenta con la misma rapidez con que progresan la electrónica y la informática.Esta técnica puede captar enormes cantidades de datos en poco tiempo, con mínimo personal, mayor precisión que la toma de dato manual e ínfimas probabilidades de equivocación. Su mayor dificultad era el costo de los instrumentos, pero ahora el precio de ellos va bajando. Otra dificultad es que lo observado está limitado al número de variables que se registran y a veces hay otras variables que intervienen inesperadamente y que causan efectos incomprensibles. Por eso es aconsejable combinar esta técnica con la manual o con la fotográfica que se esboza a continuación.

Técnica fotográfica

Consistía tradicionalmente en tomar fotografías o películas de los fenómenos de interés, a nivel del terreno o desde un punto elevado como un poste de alumbrado, un edificio alto, un avión o un helicóptero. Se usaban películas de 8 mm, 16 mm, 35 mm y 70 mm según la amplitud del campo que se deseaba abarcar. Todo ha dado paso a la fumadora de video cuyos videocasetes duran más que las películas, se pueden usar muchas veces y no hay que esperar a que los revelen. También la fumadora puede estar provista de un cronómetro que registra el tiempo automáticamente y una grabadora de voz.

Tomar datos con esta técnica es una tarea rápida y económica, pero la extracción de los datos (que es en realidad una toma de datos de una pantalla) es larga y monótona

para los que no están interesados en los resultados del estudio. Los modernos métodos de procesamiento automático de imágenes están superando esa dificultad. Otra desventaja es la necesidad de encontrar un lugar apropiado para colocar la fumadora.

La mayor ventaja de la técnica es la multitud de detalles que quedan registrados en el videocasete y que se pueden observar repetidas veces. Esto permite (1) comprobar datos que parezcan erróneos, (2) adquirir información sobre hechos simultáneos, por complicados que sean, y (3) captar información adicional cuya importancia se había subestimado y no se pensaba adquirir.

Como se ha dicho, la técnica fotográfica puede combinarse con la de los instrumentos registradores y así se aprovechan los beneficios complementarios de ambas técnicas. Sin embargo, en estos últimos años se ha desarrollado la técnica del procesamiento automático de imágenes mediante la cual es posible ver lo que está pasando y al mismo tiempo captar la información deseada por medio de "detectores virtuales" que se graban en una imagen televisada

Determinación estadística de la cantidad de datos a tomar

En los estudios de tránsito es prácticamente imposible conocer exactamente los valores de las variables de interés. Descontando las equivocaciones (fallas humanas), siempre hay discrepancias más o menos pequeñas entre los valores registrados y los valores reales de las variables que se denominan errores. Aunque la equivocación es un suceso fortuito imposible de predecir ni de calcular sus resultados, el error es más predecible y controlable.Muchos errores se deben a deficiencias en apreciación de los observadores (limitaciones humanas) y de los instrumentos que usa (limitaciones mecánicas). Esos errores de apreciación se pueden reducir utilizando instrumentos más precisos y automatizando la toma de datos. También hay otros errores que nacen de la dificultad o imposibilidad de observar iodos los valores de las variables de interés.

En ingeniería de tránsito rara vez se pueden obtener todos los valores de las variables que interesan, es decir, la población de esos valores. Normalmente, lo que se hace es observar una parte de la población que se denomina muestra. Entonces de las características de la muestra se infieren (se inducen en este caso) las de la población. El resultado de esta inferencia son estimaciones de valores representativos de las variables de la población (medias, percentiles, etc.) basados en la muestra que se ha tomado.

La inferencia produce errores (aparte de otros errores) en el valor estimado de las variables que pueden ser intolerables. Se sabe que estos errores de inferencia disminuyen con el tamaño de la muestra, aumentan con la variabilidad de los datos y varían también de acuerdo con el tipo de muestra que se tome. En general, no se puede cambiar la variabilidad de los datos, y si se establece el tipo de muestra, el error de inferencia dependerá del tamaño de la muestra. Si se quiere limitar la posibilidad de que ocurran errores de inferencia intolerables, entonces el problema será determinar el tamaño mínimo de la muestra que no produzca frecuentemente tales errores. Ese es un problema de estadística.

Para resolverlo con respecto al promedio de las observaciones de una variable en

particular, la estadística aconseja hacer los siguiente:

1. Fijar la cuantía mínima del error en el valor estimado del promedio que no sedesee tolerar frecuentemente. Esa es la cuantía del error tolerable máximo porinferencia, que debe ser compatible con el producido por otras causas.

2. Determinar lo que quiere decir "frecuentemente"; para lo cual es preciso escogerel nivel de confianza, que es la probabilidad deseada (expresada en porcentaje)de que el valor estimado del promedio de las observaciones no vaya a rebasar elerror tolerable máximo.

3. Determinar o estimar la variabilidad de los valores de la variable de interés.Esta se suele expresar por medio de la desviación típica (raíz cuadrada de lasuma de los cuadrados de las diferencias entre los valores de las variables y supromedio).

4. Con esos datos se aplica el procedimiento estadístico apropiado, para calcular elnúmero de observaciones (tamaño de la muestra a tomar) que se deben hacerpara que se pueda esperar razonablemente que el error de inferencia no rebaseel error tolerable máximo con una frecuencia (en por ciento) igual o mayor que elnivel de confianza. En otras palabras, que si se fija el nivel de confianza en un95% y se toman 100 muestras (lo que nunca se hace) y se calcula el promedio decada una de las muestras, el error de inferencia del promedio debe ser menor oigual que el error máximo tolerable, por lo menos en 95 muestras.

La ecuación que se suele emplear para estimar el tamaño de la muestra en este caso donde el nivel de confianza es de 95% es la siguiente:

(9)

donde: n = número de observaciones o tamaño de la muestra a tomar <T = estimación de la desviación típica de la población (km/h) e = error tolerable máximo (km/h)

EJEMPLOSupóngase que se ha mejorado un tramo de vía y un ingeniero de tránsito desea evaluar el efecto que ha tenido la mejora en la velocidad promedio puntual de los vehículos en el centro del tramo. Para ello marca un segmento de 50 metros que se llama base, y mide el tiempo que tardan los vehículos libres en recorrer esa base. Ha fijado el error máximo tolerable en 2 km/h, basado en su experiencia, y elige un nivel de confianza de 95% que es el habitual en este tipo de trabajo. Eso quiere decir que desea que exista una probabilidad igual o mayor de 0.95 de que el error de la velocidad promedio medida (por defecto o por exceso) no pase de 2 km/h. Se conoce que la desviación típica de la velocidad debe estar alrededor de 8 km/h, basándose en estudios similares.

Utilizando esos datos y aplicando la Ecuación 9 se encuentra que es necesario hacer, como mínimo, unas 60 observaciones de la variable para obtener la precisión y el grado de confianza que desea. Si tolerara un error de 3 km/h, 30 observaciones serían suficiente.

Aunque los cálculos del tamaño de las muestras a tomar sean aproximados, es muy importante que se hagan, pues la cantidad de datos a tomar determina en cierto grado la magnitud de los recursos necesarios para hacer un estudio. Si el número de observaciones previstas es considerable, se aconseja que se vaya calculando periódicamente la desviación típica de los valores de la muestra conforme se vayan tomando los datos. Esta desviación típica de la muestra creciente es generalmente un estimativo mejor de la desviación típica de la población que el que procede de conjeturas.

Reducción de datosRara vez los datos en bruto que se toman proporcionan directamente la información que se busca. En la mayoría de las veces estos datos deben someterse a un proceso de reducción, mediante el cual se extrae de ellos la información de interés para que pueda ser analizada e interpretada.

EJEMPLOEn el ejemplo anterior, una vez que tomo una muestra de 60 observaciones, el ingeniero de tránsito quedó en posesión de los datos en bruto, que fueron los tiempos que tardaron los vehículos en recorrer la base, y la longitud de esa base. Como esos tiempos no tienen un significado general; la información que se necesita es la velocidad de cada vehículo, que la obtiene dividiendo la longitud de la base entre el tiempo de recorrido de cada vehículo y convirtiendo el cociente en km/h al multiplicarlo por 3.6. Esas operaciones aritméticas es lo que constituye la reducción a información de los datos en bruto.

Análisis de la información

Una vez que se tiene la información que interesa, conviene revisarla a la luz de la razón para busca errores evidentes y eliminar o enmendar las observaciones absurdas o dudosas. Entonces se puede proceder a realizar el análisis.

Analizar una información obtenida es simplemente proceder a averiguar qué nos dice esa información. Aunque el razonamiento y el sentido común no deben estar nunca ausentes cuando se analiza una información, lo que ayuda más a comprender el significado de los valores obtenidos y a evaluar su precisión son los métodos estadísticos. El análisis estadístico acostumbra a utilizar métodos de la estadística descriptiva y de la estadística diferencial.

Estadística Descriptiva

La información que procede de las actividades de reducción o directamente de la toma de datos suele ser una lista de números. A veces (especialmente si la lista es larga) cuesta trabajo darse cuenta de lo que significan esos números. La estadística descriptiva presenta las características de la información obtenida en forma de que sea fácil percibirlas, clasificando los datos informativos, calculando relaciones entre ellos (como

porcentajes), expresándolos en forma de tablas o gráficos y sintetizando sus características en forma de unos pocos valores representativos.

Esos valores representativos pueden indicar (1) tendencia central, como las medias (aritmética, armónica, etc.), la mediana, la moda, etc. o bien (2) variabilidad como la varianza, la desviación típica y la amplitud de las observaciones. Los valores representativos se llaman estadísticas si se refieren a muestras y parámetros si se aplican a poblaciones.

EJEMPLOContinuando con el ejemplo anterior, una vez tomados los datos y reducidos a información el ingeniero tiene una lista de 60 velocidades, pero como esa lista no dan una idea clara de lo que sucede, y el ingeniero está interesado en la velocidad promedio, calcula la media aritmética dividiendo la suma de todas las velocidades entre 60. El resultado fue de 64.1 km/h. Esa es una operación de la estadística descriptiva que le da una indicación de la tendencia central los valores observados. También debe tener una idea de la variabilidad de estos valores y calcula la desviación típica de la muestra elevando al cuadrado las diferencias entre las velocidades individuales y su media aritmética, sumando todos los cuadrados, dividiendo la suma entre 60 y extrayendo la raíz cuadrada al cociente. El resultado es una desviación típica de 10.2 km/h, que representa la variabilidad de los valores observados.

Estadística iferencial

Es la que emplea la inferencia para generalizar la información sobre una muestra, a fin de derivar de ella información sobre la población de que procede la muestra, empleando principios del cálculo de probabilidades. Inferencia es una operación lógica mediante la que se admite una proposición en virtud de sus relaciones con otras proposiciones que se consideran verdaderas. La inferencia estadística se usa no solamente en el análisis de la información obtenida sino también en la fase de la toma de datos para estimar el tamaño adecuado de la muestra a tomar. El razonamiento que se hizo en el ejemplo sobre tamaño de muestra que se presentó está basado en estadística inferencial.

Entre las aplicaciones de la estadística inferencial en estudios de tránsito se encuentran la determinación del intervalo de confianza de los valores obtenidos y las pruebas de significación.

Intervalo de confianzaFrecuentemente se utiliza el valor representativo de los valores que contiene una muestra (tal como la media aritmética) como estimación del valor representativo correspondiente de la población de donde procede la muestra. En este caso conviene tener una idea de la confianza que se puede depositar en esa estimación. Una manera de estimarla es mediante el intervalo de confianza. Este intervalo indica que hay una probabilidad dada (que es el nivel de confianza escogido) de que el valor representativo de la población se encuentre dentro de él. La probabilidad debe ser igual o mayor que la centésima parte del nivel de confianza adoptado, de manera que si este nivel es de 95%, la probabilidad sería de 0.95.

EJEMPLO

Continuando siempre con el mismo ejemplo, al hacerse el análisis de estadística descriptiva, la media aritmética de las velocidades resultó ser de 64.1 km/h y la desviación típica de la muestra 10.2 km/h. Se consideró que este valor era una estimación mejor de la desviación típica de la población que los 8 km/h que se habían supuesto. Utilizando el procedimiento que indica la estadística el ingeniero halló que el intervalo de confianza de la velocidad promedio estimada, estaba comprendido entre 61.5 y 66.7; es decir, que la probabilidad de que la velocidad promedio de la población se encontrara entre esos dos valores se consideró de 0.95.

El error máximo que se espera tenga la media calculada es de 2.6 km/h ((66.7 -61.5) / 2), que es mayor que el error tolerable máximo de 2 km/h que se había fijado. Si no desea exceder el error tolerable, el ingeniero puede tomar más datos, siempre que haya recursos y tiempo para ello. Calculando el tamaño requerido de la muestra usando la Ecuación 9 con una desviación típica de 10.2 km/h se obtiene un mínimo de 99.9 « 100 observaciones; es decir, 40 observaciones adicionales.

Pruebas de significación

Cuando se hace un estudio de tránsito es común y natural que haya variaciones entre las observaciones. Algunas de estas variaciones se pueden identificar como efectos o influencias de variables conocidas. Otras variaciones se deben a la acción de innumerables variables (muchas desconocidas) cuyo efecto no es posible definir y que designamos como variaciones aleatorias.

La estadística inferencia! considera que cuando se toman distintas muestras de la misma población, la discrepancia entre valores equivalentes extraídos de muestras diferentes se deben a esas variaciones aleatorias imposibles de predecir. En cambio, si dos o más muestras acusan discrepancias no aleatorias se supone que proceden de distintas poblaciones. Como las variaciones aleatorias se mezclan con las no aleatorias es difícil separar unas de las otras, pero la estadística inferencia! ofrece pruebas de significación para distinguirlas. Estas pruebas se usan con frecuencia en estudios anteriores a un cambio y posteriores al mismo, para determinar la probabilidad de que una variación observada en una variable se pueda atribuir al cambio o no.

Es importante tener presente que cuando se comparan valores de resultados de estudios de campo no basta indicar su diferencia, sino que se debe investigar y expresar si esa diferencia es estadísticamente significativa y a qué nivel. De otro modo la comparación no tendría validez desde el punto de vista tecnológico.

EJEMPLOEn la intersección de las Figuras 9 y 10 ocurrieron siete choques en ángulo recto durante un año. El ingeniero de tránsito pudo comprobar que había un seto que dificultaba la visibilidad, los intervalos amarillos del semáforo eran muy cortos y había muchos vehículos con exceso de velocidad que transitaban por la Avenida Jiménez de Quesada. Pudo lograr que cortaran el seto, que aumentaran los intervalos amarillos y que la policía vigilara la velocidad de los vehículos.

Al año siguiente los choques en ángulo recto habían disminuido a cuatro, y pensó que había logrado reducir los accidentes, pero cuando los estadísticos hicieron la prueba de significación correspondiente, sufrió un desencanto, pues hallaron que la reducción en

accidentes no era estadísticamente significativa. El problema fue que no había bastante evidencia sobre el efecto de las medidas en los accidentes, ya que el número de accidentes registrado era muy pequeño, y la probabilidad de que la diferencia se debiera al azar era substancial.

Es importante recalcar que cuando se comparan valores de resultados de estudios de campo no basta indicar su diferencia, sino que se debe investigar y expresar si esa diferencia es estadísticamente significativa y a qué nivel de significación. De otro modo la comparación no tendría validez desde el punto de vista tecnológico.

La obra de Schwar y Puy Huarte describe en forma muy clara los m étodos estadísticos que más se usan en ingeniería de tránsito. Véase la Bibliografía.

Tipos de estudios de tránsito

Entre ellos se encuentran los de volúmenes, velocidades, tiempos de recorrido y demoras, estacionamiento, accidentes, capacidad de vías, densidad, brechas e intervalos y cumplimiento de la reglamentación del tránsito. Los que se hacen más frecuentemente son los tres primeros.

Estudios sobre volúmenes de tránsito

El procedimiento habitual para obtener información sobre volúmenes de tránsito es efectuando aforos en las vías. El aforo es la enumeración de los vehículos que pasan por uno o varios puntos de una vía o vías, clasificándolos de acuerdo con distintos criterios. A no ser que se enumeren los vehículos continuamente todo el año, año tras año, los aforos constituyen una toma de muestras que pueden ser desde unos pocos minutos hasta muchos meses. De esas muestras se infieren otros valores que se analizan. Conforme al procedimiento y equipo empleados podemos distinguir dos clases principales de aforos: manuales y con instrumentos registradores, aunque a veces también se usa el método fotográfico.

Aforos manuales

A pesar del vertiginoso desarrollo de la electrónica y la informática, todavía se hacen aforos de tránsito manuales. Las razones son las siguientes:

En primer lugar, los aforos manuales están al alcance de más ingenieros de tránsito y profesores, especialmente de los que cuentan con pocos recursos. En segundo lugar, en aforos que duran pocas horas no vale la pena llevar, instalar y recoger equipo automático. En tercer lugar, la percepción de los aforadores humanos es siempre mucho más desarrollada que la de las máquinas, por perfeccionadas que éstas sean, y permite captar fácilmente muchos detalles que son difíciles de obtener mecánicamente tales como los movimientos direccionales de los vehículos y los relacionados con la clasificación de lo que se cuenta.

Los aforos se hacen registrando los vehículos que pasan, en una hoja de campo especial, en lugares de esa hoja correspondiente a la clasificación que se quiera hacer de los vehículos. Los aforadores deben colocarse en lugares donde distingan bien a los vehículos, pero sin distraer a sus conductores. La mayoría de los aforos manuales son cortos y se hacen en las horas pico, durante una o dos horas, divididas en periodos que son comúnmente de 15 minutos. A veces se hacen de siete de la mañana a siete de

la tarde cuando interesa registrar bien las variaciones diurnas de volumen. Otras veces se hacen en periodos de menos de una hora (4, 6, 10, 12, 15, 20 ó 30 minutos y sus resultados se extrapolan a una hora.

El trabajo de los aforadores se puede facilitar si éstos emplean distintos tipos de contadores manuales mecánicos o electrónicos.

Aforos automáticosSi se desea hacer aforos de volúmenes de más de 10 horas, el costo del personal aumenta proporcionalmente al tiempo, pero la utilidad del aforo mejora en menor proporción. Entonces se deben considerar los aforos automáticos. Las desventajas de los aforos automáticos es que su exactitud y confiabilidad son inciertas y que necesitan equipo que, aparte de su costo, está expuesto a robos y vandalismo.

Tradicionalmente se han usado contadores mecánicos de ejes de vehículos activados por mangueras neumáticas. Luego se empezaron a utilizar detectores de bucle para captar el paso de los vehículos, así como cintas interruptoras eléctricas que se adhieren al pavimento. Después ha surgido un tipo de contador que aprovecha el campo magnético terrestre para detectar los vehículos y combina unidades captadoras y acumuladoras en un dispositivo diminuto que es completamente independiente. Los datos acumulados pueden transmitirse a una computadora para ser reducidos y analizados mediante un programa informático.

Más recientemente se están usando las imágenes captadas por una fumadora de video, en la que por procedimientos de reconocimiento de patrones y procesamiento de imágenes es posible detectar el paso de los vehículos mediante 'detectores virtuales" que se establecen por medio de programas informáticos en distintas posiciones de la imagen televisada.

Estudios de volúmenes en redes urbanas

Se realizan para conocer el volumen y la distribución del tránsito por toda la red. Como no es viable aforar el tránsito en todos los lugares de la red, se procede a hacer aforos de distintos tipos en lugares estratégicos y utilizar los resultados de esos aforos para hacer inferencias temporales y espaciales en los lugares donde no se tienen datos sobre los volúmenes. En muchas ciudades se utilizan los datos observados, interpolados y extrapolados para preparar diagramas de flujos para una ciudad o parte de ella como se muestra en la Figura 10. En este caso los anchos de las bandas son proporcionales a los Tránsitos Promedios Diarios.

Figura 10 Diagrama de flujo para la zona central de una ciudad

Estudios sobre velocidades puntuales

Estos estudios se realizan midiendo aproximadamente la velocidad instantánea de los vehículos que pasan por un punto de una vía. Mediante ellos se calcula o estima el valor de la velocidad de todos los vehículos que circulan por un lugar determinado en las condiciones imperantes cuando se hace el estudio, así como su distribuciónPara obtener los datos sobre velocidades instantáneas se emplean dos técnicas fundamentales. Una de ellas consisten medir el tiempo en que los vehículos recorren una distancia corta conocida; la otra mide directamente la velocidad utilizando una onda de radio que es reflejada por el vehículo en movimiento.

Medida del tiempo de recorrido en una distancia fija.

Con cronómetro y enoscopioProbablemente el medio más antiguo y asequible para determinar las velocidades de

los vehículos sea usando un cronómetro. Se mide una distancia sobre la vía, es decir, una base y se marca. El cronómetro se pone en marcha cuando un vehículo entra en la base y se detiene cuando el mismo vehículo sale de ella.

Los extremos de la base pueden marcarse con pintura en el pavimento, pero al hacer las observaciones se cometen errores de paralaje. Estos errores se pueden evitar empleando enoscopios, que son cajas en forma de "L", abiertas en dos partes, con un espejo colocado en su interior a un ángulo de 45° con las paredes de la caja que dobla a 90° la visual del observador en un extremo de la base.

Con instrumentos registradores

Aun usando enoscopios, si se emplea una computadora portátil provista de reloj integrado en vez de un cronómetro, es posible medir las velocidades puntuales en forma más eficiente y segura y los resultados quedan en un medio utilizable por programas informáticos.

Un paso adelante es utilizar una computadora de uso general o especial que recibeinformación proveniente de elementos detectores colocados en la calzada, quecaptan el paso de prácticamente tocios los vehículos. Estos elementos se suelen ¡colocar en pares a fin de formar una base para medir velocidades utilizando eltiempo que tarda un vehículo en ir de un elemento detector al siguiente. :

La principal desventaja de los elementos detectores que resaltan sobre el pavimento es que muchos conductores aminoran su marcha cuando ven algo que creen pueda servir para vigilar su velocidad. Esto se aplica también a los enoscopios, que deben tratarse de ocultar.

Con técnica fotográfica

La velocidad puntual también se puede medir empleando una fumadora con reloj integrado y marcando una base en la vía con marcas u objetos que se puedan apreciar en la pantalla. La aplicación tiene todas las ventajas e inconvenientes de esta técnica, pero, en general, sólo vale la pena usar la fumadora si no se tienen enoscopios o interesa tomar otros datos.

Medida directa de la velocidad puntual con ondas de radio

Los medidores de velocidad a base de radar son los instrumentos más empleados actualmente para medir velocidades. Se basan en el principio fundamental que una onda de radio reflejada por un objeto en movimiento experimenta una variación en su frecuencia que es función de la velocidad del objeto. Eso es lo que se conoce como principio Doppler. Midiendo cuidadosamente el cambio de frecuencia es posible determinar la velocidad del objeto.

Estos medidores pueden montarse en un trípode, en un vehículo o sostenerse con la mano para medir las velocidades de los vehículos. Su uso es muy sencillo pues basta con apuntar hacia el vehículo, apretar un gatillo (si acaso), leer la velocidad directamente en una pantallita y anotarla. La velocidad aparece redondeada a kilómetros por hora (o millas por hora) enteros. Últimamente también se han estado desarrollando técnicas para medir la velocidad puntual basadas en rayos láser.

De todos los instrumentos para medir la velocidad que ven los conductores, el que más temen es el medidor de radar. A fin de que éste no afecte la velocidad natural de los vehículos, debe ponerse gran cuidado en ocultarlo y, si es posible, apuntar a los vehículos por detrás.

Estudios sobre tiempos de recorrido y demoras

El fin de estos estudios es conocer el tiempo de recorrido y las demoras que ocurren a lo largo de una vía. Las aplicaciones de este conocimiento son similares a las aplicaciones del conocimiento sobre la velocidad que se han mencionado, pues el tiempo de recorrido es el inverso de la velocidad, al menos teóricamente; sin embargo, hay algunas diferencias entre ellas. Estos estudios se realizan principalmente en vías urbanas o semiurbanas donde la densidad del tránsito y su regulación producen reducciones apreciables en la velocidad de recorrido.

Existen diversos métodos para determinar tiempos de recorrido y demoras, pero los principales son: el del vehículo en movimiento y el de las placas de matrícula. El último de estos métodos proporciona información solamente sobre los tiempos de recorrido, mientras que con el primero se pueden obtener también datos sobre demoras.

Método del vehículo en movimientoEn este método un vehículo piloto recorre varias veces el tramo en estudio a una velocidad de marcha que trata de aproximarse a la velocidad de marcha media de la corriente vehicular. Durante los recorridos del tramo en estudio se mide el tiempo del recorrido total del tramo y los tiempos de detención del vehículo piloto en ciertos puntos a lo largo del mismo, si es que se desea conocer éstos; cada uno con un cronómetro. Antes del inicio de los recorridos hay que determinar los puntos iniciales y finales del tramo que se va a estudiar, así como puntos de control claves, para ubicar las demoras y medir los tiempos de recorrido entre ellos. En arterias urbanas, que es donde se usa más este método, los puntos de control suelen ser intersecciones semaforizadas; y en autopistas, se utilizan puntos específicos en los empalmes de ramales de entrada o salida y pasos a desnivel.

También es preciso conocer por adelantado la longitud del tramo de estudio y la distancia entre los puntos de control, tomándolos de planos existentes o midiéndolos con odómetros de vehículos, si las distancias son largas, o con ruedas de medir, si son cortas. Naturalmente, hay que tener listos equipos y hojas de campo, y adiestrados el conductor del vehículo piloto y el observador u observadores.

Método de las placas de matrículaEste método mide solamente el tiempo de recorrido y consiste esencialmente en las siguientes actividades en su forma manual:

1. Se selecciona el tramo de vía que se va a estudiar y se mide su longitud en laforma que se ha indicado para el método del vehículo en movimiento.

2. Se colocan dos personas en cada extremo del tramo: un observador provisto deun cronómetro y un anotador con una hoja de campo en un tablero. Si elvolumen de tránsito es menor de 100 veh/h, una persona en cada extremo deltramo es suficiente.

3. Se sincronizan ambos cronómetros, y a partir de una hora convenida los

observadores dictan a los anotadores las tres o cuatro últimas cifras de lasplacas de matrícula de los vehículos que pasan, así como las lecturas de loscronómetros en esos momentos.

4. Luego en la oficina se halla la diferencia entre los momentos de observacióncorrespondientes a cada placa, que será el tiempo de recorrido de cada vehículo.

Método para medir el tiempo de detención en los accesos a intersecciones semaforizadas

Ya se ha visto que se pueden medir los tiempos de detención en intersecciones a largo de una arteria utilizando un vehículo piloto. Sin embargo, ese vehículo solamente mide el tiempo de detención en el carril por donde va y las muestras que obtiene son necesariamente pequeñas, pues sólo hace una observación en cada recorrido. Otros métodos destinados únicamente a medir los tiempos de detención resultan más eficaces.

El método más en boga para medir específicamente el tiempo de detención en intersecciones semaforizadas se basa en la observación y registro, a intervalos regulares, del número de vehículos que están detenidos en un acceso a la intersección o parte del mismo, y en la suposición de que la duración de la detención de cada vehículo observado ha sido, en promedio, igual al intervalo entre observaciones. De este modo, si se hace una observación cada 15 segundos y en una de ella se observaron siete vehículos, el tiempo de detención total correspondiente a esa observación será de 7 x 15 = 105 segundos. La demora total en el estudio es la suma de las demoras totales calculadas para cada una de las observaciones. La demora promedio por vehículo que llegó a la intersección durante el tiempo en que se hizo el estudio se obtiene dividiendo la demora total en el estudio entre el número de vehículos que llegaron a la intersección por los carriles estudiados. Por lo tanto, también hay que contar el número de vehículos que llegaron por esos carriles.

El tiempo de detención, como se ha explicado, es la demora por detención menos las demoras por aceleración y deceleración. Este tiempo se usa como de base para determinar el nivel de servicio que brindan los carriles estudiados en los estudios de capacidad de vías.Aquí sólo se ha presentado un esbozo muy superficial de los estudios sobre tránsito. La obra de Box y Oppenlander (1985) explica detalladamente cómo deben aplicarse los procedimientos manuales para realizar estos estudios. Véase la Bibliografía.

MODELOS Y PROCEDIMIENTOS DE OPTIMIZACION

Modelos

Aun desde antes de que se reconociera la ingeniería de tránsito como una profesión, se han estado tratando de aplicar principios científicos para caracterizar "debidamente" los fenómenos de la circulación vehicular. Uno de estos principios es el de la modelación, que es el proceso de crear modelos.

Entendemos por modelo la representación artificial de un sistema real. Llamamos sistema

a un conjunto de elementos que realizan colectivamente una o más funciones. Esas funciones es lo que precisamente define un sistema, que es, en fin de cuentas, una concepción mental aunque sus elementos sean reales.

El modelo se siempre, en mayor o menor grado, una abstracción del sistema real equivalente en la forma más simple que pueda cumplir con su cometido y posee sólo aquellas características del sistema real que se desean estudiar.

Los modelos más empleados en ingeniería son los físicos y los simbólicos. Los modelos físicos son generalmente réplicas físicas del sistema que representan a distinta escala. Los que se usan en hidráulica y aerodinámica son bien conocidos. Los modelos simbólicos representan los elementos del sistema real por medio de; símbolos que expresan relaciones matemáticas y lógicas similares a las de sus elementos reales homólogos. Estos son los que se usan generalmente en ingeniería de tránsito en forma de modelos analíticos y de simulación.

modelos { Fisicos

simbolicos{ Analiticos

De simulacion{ MicroscopicoMacroscopicos

Figura 11 Distintas clases de modelos que se usan en Ingeniería de Transito

Modelos analíticos y de simulación

Llamamos modelos analíticos a aquéllos que describen un sistema real por medio de un conjunto de expresiones matemáticas. La mayoría de ellos producen sus resultados inmediatamente, después de una aplicación de esas expresiones. Otros necesitan varias aplicaciones sucesivas del modelo en forma de iteraciones.

Denominamos modelos de simulación a la representación del sistema real por medio de la reproducción sucesiva de los hechos de interés que van teniendo lugar en el sistema real. La reproducción se realiza de acuerdo con relaciones matemáticas y decisiones lógicas.

Los modelos analíticos suelen proporcionar sus resultados sin referencia al tiempo, mientras que los de simulación representan los hechos que acontecen durante un tiempo especificado y van produciendo resultados durante ese período, que se van registrando y se sintetizan al final del mismo. Es como si el modelo analítico fuera una fotografía y el de simulación una película.

Generalmente los modelos de simulación representan variaciones aleatorias que son independientes del valor de las entradas del modelo. Estas variaciones se simulan mediante la generación interna de números aleatorios (cuyo valor se determina al azar) y el conocimiento del patrón de variaciones de la variable que se simula. Los números aleatorios tienen la misma probabilidad de ser generados. Por ejemplo, si se generan números aleatorios de una cifra entre O y 9 cada número tendrá una probabilidad de un

décimo de ser generado. La generación puede hacerse tomando el número de tablas de ellos o calculándolo mediante un pequeño programa informático. Por esta razón, si se efectúan varias simulaciones con las mismas entradas, pero con distintas series de números aleatorios, las salidas del modeló variarán al azar, y es preciso realizar análisis estadísticos de ellas como si fueran datos de campo.

Tanto los modelos de simulación como los analíticos complejos se ejecutan en una computadora, mediante un programa informático que refleja las características del modelo. A veces el programa es la única descripción detallada que existe del modelo, razón por la que a estos modelos se les llama programas con tanta frecuencia como impropiedad. Los dos tipos de modelos pueden ser macroscópicos o microscópicos según se basen en parámetros macroscópicos o microscópicos de las corrientes vehiculares.

Es difícil entender la diferencia entre modelos analíticos y de simulación si no se ha trabajado con ambos. Quizás un ejemplo trivial arroje un poco de luz sobre esa diferencia.

Ejemplo

Supóngase que un jugador en un casino está apostando en la ruleta a rojo o negro y supóngase que la probabilidad de que gane en una apuesta es de 0.5 (lo que no es cierto) y que cuando gana le duplican el valor de la apuesta (lo que tampoco es cierto). Va a emplear el sistema que algunos llaman de la “dobladilla" mediante el cual empieza con una apuesta de 10 pesos; si gana vuelve a apostar 10 pesos y si pierde duplica su apuesta, y la continua duplicando si sigue perdiendo hasta que gana una vez, recupera lo apostado y realiza una ganancia de 10 pesos. El problema es que cada vez que no gana, su apuesta crece en proporción geométrica y puede llegar a perder una suma considerable. Si sólo tiene 10,000 pesos y pierde 10 veces seguidas perderá 10,000.24 pesos (10 x 210), quedará arruinado y no podrá seguir jugando. Entonces, quiere averiguar cuál es la probabilidad de perder 10 veces seguidas utilizando respectivamente un procedimiento analítico y otro de simulación.

El procedimiento analítico se basaría en el cálculo de las probabilidades y es muy sencillo y directo. Si apuesta siempre a rojo, la probabilidad de que salga negro y pierda es, como se ha dicho, de 0.5. La probabilidad de que salga negro, dos veces seguidas en una. probabilidad condicional cuyo valor es el producto 0.5 x 0.5 = 0.25. Usando el mismo razonamiento, la probabilidad de que salga negro 10 veces seguidas es de 0.510 = 0.000977.

Para encontrar esa probabilidad por simulación el procedimiento sería mucho más laborioso. Podría tomarse una moneda, asignar el negro a una de sus caras, tirarla al aire 10,000 veces, llevar la cuenta del número de veces que quede arriba la cara 'negra" por lo menos diez veces seguidas y dividir ese número entre 10,000. Más práctico, sin embargo, sería escribir un programa informática con la siguiente lógica para hallar la variable Probabilidad (de una sucesión de 10 o más números impares), utilizando como variables: NA (total de números aleatorios generados), NI (total de una sucesión de números impares generados) y NI10 (total de sucesiones de 10 o más números impares

generadas)

1. NA = 0; NI10 = 02. NI = O3. Generar un número aleatorio; incrementar NA en una unidad4. SI NA > 10,000 Probabilidad = NI10 /10,000; FINALIZAR5. SI el número es impar incrementar NI en una unidad; SINO, IR a 26. SI NI es igual a 10 incrementar NI10 en una unidad7. IR a 3

Ventajas y desventajas de los modelos analíticos y de simulación

En el caso del ejemplo no hay duda de que se debe utilizar el procedimiento analítico y en general se debe siempre tratar la ruta analítica primero. Los modelos analíticos son más elegantes que los de simulación y su lógica es mucho más breve y concisa. Eso significa que sus programas son mucho más fáciles de depurar que los largos programas que requiere la lógica de la simulación.

Sin embargo, cuando el sistema a modelar es muy complejo, como sucede con frecuencia cuando se trata de fenómenos del tránsito vehicular, la formulación matemáticas de todas las relaciones significativas que existen en el sistema es sumamente difícil y a veces resulta imposible desde el punto de vista práctico. También el esfuerzo y capacidad mental que exige una formulación matemática de ese calibre necesita la intervención de modeladores de talento extraordinario que son caros y difíciles de conseguir. En cambio, en esos casos la simulación resulta más útil pues al reducir el problema a la representación de sucesos individuales, hace más fácil la concepción intelectual del modelo aunque alargue mucho los procesos lógicos.

Procedimientos de optimización

Algo que hay que tener muy presente es que los modelos por sí solos no optimizannada. Únicamente estiman los resultados que producirían soluciones alternativas alos problemas del tránsito y el ingeniero deberá comparar estas alternativas ydecidir cuál es la mejor. En cambio, existen procedimientos de optimización conalgoritmos que determinan, para ciertas variables, los valores de ellas queoptimizan indicadores de efectividad. Muchos de estos procedimientos contienenuno o más modelos en su seno.

Por ejemplo, uno de estos procedimientos muy popular entre los ingenieros de tránsito es el llamado TRANSYT, que optimiza los tiempos de un sistema de semáforos. TRANSYT está basado en un modelo de simulación macroscópico del tránsito y en algoritmos de optimización. Aunque es fundamentalmente un instrumento de optimización, se ha usado con frecuencia para comparar soluciones alternativas usando su modelo de simulación.

Modelos y procedimientos de optimización más conocidos en ingeniería de tránsito

Modelos analíticos

Son innumerables los modelos analíticos que se emplean en ingeniería de tránsito, desde los que constan de sólo dos o tres ecuaciones, hasta los que necesitan un largo y

complicado programa informático para aplicarlo. Hay modelos analíticos para estimar los valores y variaciones de parámetros macroscópicos de las corrientes vehiculares, tales como el volumen. El modelo o distribución llamada de Poisson estima la probabilidad de que llegue un número dado de vehículos a un punto de una vía durante un tiempo y para un volumen de tránsito dados. Se basa en una sola ecuación. Otros modelos analíticos, tales como los de Greenshields, Greenberg y Underwood, basados en tres ecuaciones, estiman las relaciones entre los parámetros macroscópicos (volumen, densidad y velocidad). El Manual de capacidad vial (Highway capacity cManual) (Transportation Research Board, 1997) contiene una serie de procedimientos que están basados en modelos analíticos, para estimar la capacidad y el nivel de servicio de vías terrestres de todas clases y sus componentes. Más adelante se describe brevemente ese manual.

Modelos de simulación

Entre los modelos de simulación microscópicos se encuentra NETSIM, para redes de calles, FRESIM para autopistas, CORSIM para combinación de autopistas u calles, TEXAS para intersecciones urbanas aisladas y muchos otros. Los modelos de simulación macroscópicos independientes han caído en desuso debido al dramático aumento en capacidad y velocidad de las computadoras en estos últimos años, que permite simular grandes escenarios con lujo de detalles.

Procedimientos de optimización

El procedimiento de optimización más conocido es sin dudas TRANSYT, del que yase ha hablado. Otros procedimientos similares para redes de calles son PASSER IVy SYNCHRO. SIDRA, optimiza los tiempos de los semáforos y además calcula lacapacidad y calidad del servicio que se ofrecen intersecciones aisladas y glorietas.El número de estos procedimientos es grande. r

La tendencia actual, siguiendo los rápidos progresos de la electrónica y^la4 informática, es dotar de medios pictóricos tanto a los modelos de simulación como a los procedimientos de optimización. Estos medios consisten en gráficos, animaciones (donde se ven vías y vehículos transitando por ellas en forma simplificada), y más recientemente "visualizaciones"(donde la vía y los vehículos se presentan con el aspecto que tienen en la realidad).

CONGESTIÓN DE TRANSITO Y CAPACIDAD VIAL

Técnicamente, congestión de tránsito es la situación que se crea cuando el volumen de demanda de tránsito en uno o más puntos de una vía excede el volumen máximo que puede pasar por ellos. También se dice que hay congestión cuando la interacción vehicular es tan intensa que impide que los usuarios de la vía puedan circular por ella cómodamente y sin demoras excesivas; pero preferimos la definición técnica por ser menos ambigua.

Congestión en vías de circulación continúa

Como se ha visto, la llamada ecuación fundamental del tránsito relaciona aproximadamente los valores de los parámetros macroscópicos de las corrientes vehiculares en la siguiente forma:

Volumen = velocidad x densidad

Donde los valores de los parámetros son promedios en un tramo y durante un periodo de tiempo específico. Es evidente que distintas combinaciones de la velocidad y la densidad pueden producir el mismo volumen, y así sucede que por un punto de una vía puede pasar igual número de vehículos, lentamente y en fila apretada, que rápidamente y en fila abierta.

Ahora bien, existe otra relación entre el volumen, la densidad y la velocidad debido a la interacción vehicular. Si todos los vehículos circularan a la misma velocidad no habría tal interacción en una corriente vehicular continua, pero todos los conductores no quieren ir a igual velocidad ni los vehículos pueden. Si hubiera siempre oportunidades para adelantar y todos los vehículos pudieran ir a flujo libre no habría apenas interacciones retardantes entre ellos, pero como obviamente esto no siempre sucede, los vehículos más lentos pueden demorar a los más rápidos sin que los últimos puedan apurar a los primeros. Esto quiere decir que cuando hay interacción retardante, la velocidad media de la corriente es menor que cuando no la hay. Conforme aumenta la disparidad entre las velocidades dé los vehículos y disminuyen las oportunidades de adelanto crecerá la interacción vehicular y se reducirá la velocidad media de la corriente. En autopistas, no obstante, se ha notado la tendencia a que los vehículos circulen a velocidades similares y solamente ocurra interacción vehicular retardante cuando los volúmenes y densidades del tránsito sean sumamente altos.

Cuando un vehículo está solo o casi solo en la vía su conductor puede circular fácilmente a la velocidad a flujo Ubre, pero a medida que crece la demanda de tránsito se insertarán más vehículos en la corriente vehicular y aumentará la densidad de esa corriente. Entonces el conductor tardará menos en alcanzar un vehículo que vaya a menor velocidad de la que quiere ir ese conductor. Si no puede adelantar ese vehículo inmediatamente por falta de brecha adecuada5 o visibilidad suficiente, disminuirá su velocidad de recorrido. Cuando eso sucede con muchos vehículos, se reduce la velocidad media de la corriente. Sin embargo, si la densidad aumenta con mayor rapidez que lo que disminuye la velocidad, se elevará el volumen. Esa elevación de volumen, al reducir el tamaño de la brechas necesarias para adelantar, contribuirá a aminorar aún más la velocidad media hasta un punto en que la reducción en velocidad equilibra al incremento en densidad y el volumen no aumenta más, esto es, alcanza el valor máximo que permiten las condiciones de vía y tránsito. Entonces la demanda de tránsito iguala a la oferta vial. A los valores de la densidad y velocidad en este punto se denomina densidad crítica y velocidad crítica respectivamente.

Si la demanda de transito sigue aumentando y continúan insertándose más vehículos en la corriente vehicular, la demanda de tránsito superará a la oferta vial y ocurrirá una congestión incipiente pues aumentará la densidad y mucho más la interacción vehicular, lo que hará que disminuya la velocidad con mayor rapidez de lo que aumenta la densidad. Todo esto resulta en una disminución del volumen. De esta forma, nuevos aumentos en densidad producen nuevas disminuciones de la velocidad media y el volumen hasta alcanzarse congestión completa, cuando tanto el volumen como la velocidad son cero, los vehículos se detienen en una imponente cola y la densidad alcanza un valor máximo al que llamamos densidad estática.

En todo este proceso la corriente vehicular ha pasado por los diversos regímenes que se definen a continuación:

Flujo libre, cuando prácticamente todos los vehículos circulan libremente. En autopistas la velocidad media permanece prácticamente invariable hasta que el volumen se encuentra muy próximo a su valor máximo.

Flujo restringido, que es el que ocurre si la interacción vehicular restringe la velocidad de la mayoría de los vehículos, aunque pocos vehículos forman pelotones.

Flujo forzado, cuando la inmensa mayoría de los vehículos van en pelotones, es decir, siguiéndose unos a otros. La velocidad de los vehículos se hace irregular y disminuye mucho, pero generalmente éstos no llegan a detenerse.

Flujo congestionado. Aquí el volumen de tránsito que llega al tramo considerado excede el volumen máximo que permiten las condiciones de vía y tránsito. Muchos vehículos tienen que detenerse y estas detenciones se repiten en serie, en forma de una onda perturbadora que se propaga corriente arriba y va rompiendo la continuidad de la circulación, pero la congestión va desapareciendo detrás de esa onda, porque allí la demanda de tránsito es menor que el volumen máximo posible.

Figura 12 Curva densidad-volumen en un tramo de un carril de autopista

Congestión por aumento de demanda de tránsito

La Figura 12 muestra la curva densidad-volumen en un tramo uniforme de un carril representativo de una calzada de tres carriles de autopista durante un minuto específico. Está basada en datos que hemos tomado en una autopista urbana La rama izquierda de la curva se ajusta bastante bien a lo que suele ocurrir, pero la forma de la rama derecha es incierta, pues se hicieron pocas observaciones en esa región y hay muchos factores desconocidos que pueden hacerla variar.

La forma de este tipo de curva depende de las condiciones de v ía y tránsito del tramo de vía representado, las que varían de un tramo a otro y aun en un mismo tramo de un momento a otro. Las coordenadas de un punto cualquiera de la curva son la densidad (abscisa) y el volumen correspondiente (ordenada) para una situación dada. La velocidad media en un punto está representada por la tangente del .ángulo forma con el eje de las abscisas la línea que une al punto considerado con el centro de coordenadas. Esa tangente es el cociente entre el valor del volumen y el de la densidad para el punto dado. El valor máximo de esa tangente debe representar la velocidad a flujo libre. El volumen crítico o máximo posible observado fue de unos 2,400 veh/h/carril y la densidad estática se estimó en 150 veh/km/carril.

El punto A de la curva representa una corriente vehicular de una fila que circula a razón de 820 veh/h (ordenada), con densidad de 10 v/km (abscisa) y se desplaza a la velocidad media aproximada de 820/10 = 82 km/h (por la Ecuación Fundamental del Tránsito). Si el volumen aumenta a 1,600 veh/h, el punto correspondiente de la curva será el B, que indica una densidad de 19.5 veh/km y una velocidad media de 1,600/19.5 = 82 km/h. La velocidad media no cambia, a pesar de que el volumen casi se haya duplicado, por que ambos puntos se encuentran en la región de régimen a flujo libre donde la interacción vehicular no es significativa.

Puede observarse que esa porción de la curva es una línea recta lo que denota una velocidad media constante. Ahora bien, si el volumen aumenta a 2,300 veh/h; el1 punto que representa esa condición es C, al que corresponde una densidad de 30 veh/km y una velocidad de 2,300/30 = 77 km/h. Aquí ha habido una reducción de la velocidad de 5 km/h debida a la interacción vehicular, pues se considera que el punto se encuentra al final de la región de flujo restringido.

Por último, si el volumen en el carril representativo llega al valor crítico o máximo posible de 2,400 veh/h (punto £)), la densidad también alcanza su valor crítico de 35 veh/km y la velocidad baja a 2,400/35 = 69 km/h. En ese tramo de la vía, en las condiciones representadas, el volumen no puede pasar de 2,400 v/h/carril. Si la demanda de tránsito que llega hasta el principio de ese tramo es mayor de 2,400 veh/h/carril, no todos los vehículos pueden entrar en el tramo, hay una acumulación de ellos corriente arriba de ese punto, y la circulación puede pasar al régimen de flujo congestionado, como se explica más adelante. No obstante, esa demanda excesiva no llegará al tramo considerado si hay un tramo corriente arriba donde el volumen crítico no sea mayor de 2,400 veh/h en el carril representativo y no entren vehículos entre los dos tramos. Aun en el caso de que la demanda excesiva llegue al tramo considerado, es posible que la

acumulación de vehículos corriente arriba limite el volumen que entra en el tramo a menos de 2,400 veh/h/carril.

Una pregunta que puede surgir es ¿por qué razón no pueden pasar más de alrededor de 2,400 veh/h/carril por el tramo considerado? Desde luego, ése fue el valor máximo del volumen que se observó en el terreno y hubo momentos en que la demanda de tránsito no pudo ser satisfecha. Sin embargo, la razón de esa limitación se comprende mejor mediante el análisis de los parámetros microscópicos, como se expone a continuación, si se recuerda que el intervalo (s) es el inverso del volumen (veh/s), el paso (s) la relación entre la longitud del vehículo (m) y su velocidad (m/s), y la brecha (s) la diferencia entre intervalo y paso.

El máximo volumen posible de 2,400 veh/h en el carril representativo establece también que el mínimo intervalo medio en ese carril (que es el inverso del volumen máximo) sería de 3,600 / 2,400 = 1.50 segundos. Si se supone una longitud media de vehículo de 5.0 m, como la velocidad crítica es de 69 km/h, el paso del vehículo será de 5.0 x 3.6 / 69 = 0.26 s y su brecha de 1.50 - 0.26 = 1.24 s. El intervalo mínimo pudiera reducirse, bien disminuyendo la brecha o bien aumentando la velocidad, pero ninguno de esos cambios parece viable. En ese momento casi todos los vehículos van en pelotones y su brecha media de 1.24 s en un carril es un valor muy cercano a la brecha mínima media en las circunstancias observada; es decir, que no es probable que los conductores reduzcan aún más sus brechas, y como la interacción vehicular va aumentando, no se espera que aumente la velocidad

En el proceso descrito anteriormente la congestión se produjo porque la demanda detránsito superó la oferta vial representada por la curva de la Figura 12. Sinembargo otras veces la congestión se origina por que la oferta vial disminuye a unvalor inferior a la demanda de tránsito

Congestión por disminución de la oferta vial

Disminuciones en la oferta vial que pueden causar congestión en vías de circulación

continua pueden ser debidas a cambios, generalmente a corto plazo, tales como:

• Degradación de la vía o su entorno, como un deterioro súbito del pavimento quehace reducir la velocidad media.

• Disminución en la velocidad máxima permitida.• Perturbaciones climáticas tales como tormentas, niebla, etc. que obligan a

reducir la velocidad y a aumentar las brechas de seguimiento.• Accidentes e incidentes que obstruyen total o parcialmente la calzada.• Muchos otros cambios.

EJEMPLO

Por cada uno de los dos carriles de una calzada de autopista circula un volumen de tr ánsito de 2,000 veh/h, muy próximo al volumen máximo o crítico de 2,200 veh/h que puede circular por cada carril. Ocurre un pequeño accidente y los dos carriles permanecen obstruidos durante 10 minutos hasta que queda la vía Ubre de nuevo. Se supone que el comportamiento de los dos carriles es idéntico, por lo que en lo adelante todo lo que se dice es relativo a un carril.

Tan pronto comienza la obstrucción se va formando una cola de vehículos. Cuando cesa la obstrucción ésta se empieza a disipar a razón de 1,500 veh/h, que es menor que la tasa de llegada porque los vehículos deben de acelerar desde el reposo para salir de la cola, pero continúan sumándose más vehículos a la cola que los que salen de ella, por lo que la cola crece. Luego, según va disminuyendo la demanda de tránsito, la cola deja de crecer, se acorta y termina por disiparse. La propagación de la cola representa una onda densificante que se desplaza corriente arriba y retrocede por la vía

La disipación de la cola, que empieza 10 minutos después de su formación, constituye una onda disipante que también marcha corriente arriba y retrocede por la vía. Durante los primeros diez minutos se forma una cola de unos 333 vehículos (2,000 / 6) y en el resto de la primera media hora la cola crece y llega a los 500 vehículos (333 + 2,200/3 - 1599/3). Durante la segunda media hora la longitud de la cola no cambia porque llegan 750 vehículos y salen otros 750. A partir de entonces, la cola empieza a acortarse pues los vehículos que se añaden a ella son menos que los que la abandonan y acaba por disiparse como a la dos horas después de haberse comenzado a formar.

Es preciso advertir que la tasa de disipación de la cola que se ha adoptado (1,500 veh/h) es sumamente baja. Para dar mayor dramatismo al caso que se presenta. En la realidad

las colas suelen ser mucho más cortas que las la Figura 12.

Si se hubiera obstruido un carril en vez de dos el volumen m áximo o crítico del carril que queda abierto sería menos de 2,200 veh/h porque la turbulencia que resultaría de cambios de carril en conflicto hubiese reducido la velocidad de la corriente vehicular y por ende el volumen máximo que pudiera circular por el carril abierto. Este caso es más difícil de definir debido a la turbulencia, pero habría colas intermitentes que se propagarían corriente arriba, pero se disiparían con mayor rapidez que en el caso anterior después que los dos carriles hubieran estado ubres.

Congestión en vías de circulación discontinua

Las vías más importantes de este tipo son las arterias urbanas y la parte más crítica de ellas es el acceso a un semáforo. El volumen crítico o máximo posible se mide aquí en un carril, en un grupo de varios carriles o en todo el acceso. Consideramos que el volumen crítico en estas vías es el mayor que puede entrar en la intersección por un acceso durante un ciclo del semáforo, contado desde el comienzo de la fase verde, aunque sólo entre legalmente durante esta fase. La demanda de tránsito se manifiesta por el número de vehículos que llegan ala línea de detención o se unen a las colas que se formen detrás de ésta durante un ciclo, a partir del comienzo de la fase verde. Esta demanda puede ser menor o mayor que el volumen crítico.

En forma análoga a lo que sucede en vías de circulación continua, hay factores relativos a la vía, al tránsito y al medio ambiente que modifican los intervalos entre vehículos y afectan el valor del volumen crítico. Los factores que suelen influir más sobre este volumen son los de la programación de los semáforos, tales como la proporción del tiempo de verde que se asigna al movimiento que se estudia y la coordinación de los semáforos que afecta ese movimiento. El efecto de estos factores se puede predecir, hasta cierto punto, especialmente en los semáforos de tiempo fijo, por lo que el volumen crítico en estas vías no sufre tantos cambios inesperados como en las de circulación continua.

La congestión en estas vías ocurre en forma distinta a lo que sucede en las vías de circulación discontinua. En primer lugar, los cambios de velocidad y detenciones son parte de la circulación normal y no causan allí colapso alguno. En segundo lugar, la existencia de espacio para albergar vehículos detenidos es un factor importante para que éstos no impidan o estorben la circulación de otros. En tercer lugar, la regulación del tránsito, especialmente mediante semáforos, esfundamental. Veamos un ejemplo

EJEMPLO:

La Figura 14 representa una cuadra de una v ía urbana de un solo carril de circulación en cada sentido. El tránsito está regulado por semáforos en las dos intersecciones que limitan la cuadra, pero sólo se analiza el carril que sirve de acceso al semáforo de la derecha. Los semáforos son de tiempos fijos y tienen un ciclo común de 70 segundos, con indicación verde de 25 s para el acceso estudiado. Están coordinados, de manera que la fase verde del semáforo de la izquierda comienza unos segundos antes que la del de la derecha. Se supone que en un ciclo no pueden entrar en la intersección más que 12 vehículos que estén detenidos esperando la fase verde.

En A al principio de la fase verde había una cola de ocho vehículos. Ya que podían entrar en la intersección hasta 12 vehículos en cola por fase, todos los vehículos entraron y el final de la fase verde, en B, no quedó ninguno de ellos.

En C tiene lugar mayor afluencia de vehículos, lo que produce una cola que llega a 13 vehículos al principio de la verde siguiente. Como se observa en D, el último vehículo que estaba en la cola (sombreado) no alcanzó a entrar. La demanda de tránsito en este ciclo (13 vehículos) fue mayor que la oferta vial (12 vehículos); por1 lo tanto hay congestión, pero la situación es estable. El único inconveniente es que un vehículo debe esperar más de un ciclo para atravesar la intersección.

En E ya la cola llega a los 15 vehículos y el exceso de demanda sobre la oferta es de tres vehículos. Como se aprecia en F; las condiciones continúan siendo estables

En G hay 20 vehículos en la cola que ocupan toda la cuadra y al finalizar la fase verde, en H, la cola no cabe en la cuadra e invade la intersección corriente arriba si no hay manera de impedirlo. Es decir, que hay rebose de cola, situación grave debido principalmente a la indisciplina de los conductores, que equivale al colapso de las vías de circulación continua, porque propaga espacialmente los efectos de la congestión. La cola obstruye la calle transversal corriente arriba y si se prolonga la obstrucción puede causar congestión en ella aunque allí se satisfaga ampliamente la demanda de tránsito. También en esa calle transversal la obstrucción puede generar a su vez otros reboses de cola que obstruyan las calles longitudinales e inmovilicen el tránsito en toda un área urbana

Cuando se llega a esa situación, la coordinación de los semáforos y otras medidas para regímenes no congestionados no sirven de nada, y se deben aplicar técnicas diferentes tales como impedir los reboses de cola, para que al menos el tránsito pueda circular por las vías que no estén congestionadas.

Los conceptos de capacidad vial y nivel de servicio

Capacidad vial

Génesis y definición del concepto

Después de los accidentes, la mayor preocupación que han tenido los ingenieros de tránsito es que la demanda de tránsito supere la oferta vial y se produzca congestión. Se ha visto que el volumen crítico o máximo posible es muy variable porque hay muchos factores que inciden en él que pueden cambiar inesperadamente. También las variaciones de la demanda de tránsito son difíciles de predecir con precisión.

Los ingenieros necesitaban un método numérico, es decir, una técnica, que les permitiera calcular, con cierto grado de seguridad, las características de las vías que diseñaban a fin de que tuvieran la debida suficiencia para satisfacer la demanda de tránsito. Respondiendo a esas inquietudes por allá por los años 40 se fue gestando el concepto de capacidad vial. Este concepto se expuso en el llamado "Highway capacity manual (Manual de capacidad vial o HCM)6, obra que vio la luz en 1950 debido en gran parte .a los esfuerzos del investigador Olav Koch Normann.

El concepto de capacidad vial fue evolucionando a través de las siguientes edicionesy actualizaciones del manual en 1965, 1985, 1994 y 1997. Su definición ratas-reciente es como sigue:

La capacidad de una vía se define como el máximo volumen horario de personas o vehículos que lógicamente se pueda esperar pasen por un punto o tramo uniforme de un carril o calzada durante un periodo de tiempo dado, en condiciones imperantes de vía, tránsito y control. (Transportation Research Board, 1998, p, 1-3).

Esta definición es muy importante y merece que se le hagan los siguientes comentarios:

1. La capacidad es un 'máximo volumen horario", tal como el volumen crítico, pero se diferencia de éste en que es (1) para 'condiciones imperantes", que suelen ser las normales (no para condiciones específicas que pueden ser extremas); (2) para un 'periodo de tiempo dado" que es generalmente de 15 minutos (no para un lapso corto de alrededor de un minuto) y (3) para personas o vehículos (no sólo para vehículos), pues es posible hacer un análisis de capacidad sobre peatones u ocupantes de vehículos. De todo esto se deduce que es posible que ocurra congestión aunque la demanda de tránsito no haya rebasado la capacidad y viceversa.

2. Aunque la capacidad se mide 'en un punto o tramo uniforme de un carril ocalzada" sólo suele manifestarse en el extremo corriente arriba de ese tramopues es el único lugar donde normalmente la demanda de tránsito puede sermayor que el volumen crítico.

3. La definición de capacidad supone que el "punto o tramo uniforme" donde semide no está afectado por lo que suceda corriente abajo; por ejemplo,"embotellamientos" que originen ondas densificantes.

Necesidad de un margen de seguridad: el factor de pico horario

Al diseñar una vía desde el punto de vista de la demanda de tránsito que se espera de ella, los ingenieros buscan que la vía no se congestione sino en circunstancias excepcionales. Sin embargo, como se ha visto, la demanda de tránsito es muy variable, y también lo es la oferta. De este modo siempre existe el riesgo que estas variaciones hagan que la oferta supere la demanda durante algunos minutos, lo que es frecuentemente desastroso en vías de circulación continua.

La manera en que el HCM reduce este riesgo y el de subestimar la calidad del servicio que prestará la vía es: no empleando para el análisis -él- volumen de demanda que se prevé para la hora que se analiza, sino el que se espera durante el periodo de 15 minutos de mayor demanda durante esa hora. Ya que muchas^ veces sólo se conoce el volumen de diseño para una hora, en la estimación del volumen máximo en 15 minutos se hace uso del llamado factor de pico horario. Este factor se obtiene para una vía dividiendo el volumen medido durante una hora entre el medido (en veh/h) en el cuarto de hora de mayor demanda. Entonces, en vías donde esos datos se ignoran, se divide el volumen durante la hora entre el factor de pico horario para vías de patrones de volúmenes similares. Como el factor de pico horario es menor que la unidad, el resultado de esa división es un aumento en la demanda prevista.

Cuando se compara la demanda con la oferta también el factor de pico horario se puede aplicar a la oferta, es decir, a la capacidad, esta vez multiplicando la capacidad en una hora por el factor de pico horario, lo que la hace disminuir. Esto produce en este caso un efecto similar al aumento de demanda, pero la lógica del procedimiento es más difícil de comprender.

EJEMPLO: Supóngase que en una calzada se han contado los vehículos que han pasado en cada cuarto de hora de la hora pico y se desea estimar su factor de pico horario. Los resultados de ese aforo son como sigue:

Tabla 4Datos del ejemplo

Periodo Número de vehículos Volumen (veh/h)

7:30-7:45 694 2,7767:45 - 8:00 612 2,4488:00-8:15 762 3,0488:15-8:30 857 3,428*

7:30-8:30 2,925 2,925

*Maximo

Factor de pico horario=2,92/3,428 =

0.85

Si el volumen medido en la hora pico en un punto de otra calzada con patrón de volumen de tránsito similar es de 3,427 v/h, el volumen de tránsito máximo esperado allí en 15 minutos en se puede estimar así:

Vol. máximo en 15 min. = 3,427/0.85 = 4,032 v/h

Por mediciones realizadas se conoce en esa vía que hubo un 20% de camiones en la hora pico y de acuerdo con esos datos y otros necesarios que correspondían a esa hora, se calculó la capacidad en el punto considerado que resultó seí de 4,300; veh/h para los cuatro cuartos de hora, pues los datos que se utilizaron ^áía calcularla eran válidos para toda la hora. El volumen de demanda para el cuarto de íroráiñás cargado se estimó, como se ha visto, en 4,032 v/h, por lo que la demanda se consideró satisfecha, pero no hay seguridad plena de que nunca va a exceder la oferta.

Nivel de servicio

Definición y características

Cuando la demanda de tránsito en una vía se aproxima a la capacidad, el régimen de circulación es generalmente de flujo forzado, lo que resulta molesto para los usuarios de ésta, que prefieren, sin lugar a dudas, el régimen de flujo Ubre. El hecho de que no basta con evitar la congestión se reconoció en la segunda edición del HCM mediante la introducción del concepto de nivel de servicio. La última versión del manual lo define en la forma siguiente:

El concepto de nivel de servicio usa medidas cualitativas que caracterizan las condiciones de circulación dentro de una corriente vehicular y su percepción por conductores y pasajeros. La descripción de los niveles de servicio individuales definen esas condiciones en relación a factores tales como velocidad y tiempo de recorrido, libertad para maniobrar, interrupciones del tránsito, comodidad y conveniencia. (Transportation Research Board, 1998, p. 1-4).

De este modo, si bien la capacidad es una medida de la oferta de transporte que brinda la vía, el nivel de servicio mide la calidad de la circulación, que se traduce en el grado de satisfacción o contrariedad que experimenta quien use la vía.

Los niveles de servicio se designan, en orden descendentes por las letras A, B, C, D, E y F, aparentemente porque así se denominan las calificaciones que se usan en las universidades de los Estados Unidos. En vías de circulación continua el Nivel A representa el régimen de flujo libre, el Nivel E el régimen de flujo forzado y el F el de flujo congestionado. Los Niveles B, C y D pueden representar flujo libre, o flujo restringido y los límites entre esos niveles a veces son arbitrarios. En vías de tránsito discontinuo los regímenes de circulación no están bien definidos y su relación con los niveles de servicio es aún más incierta pues los vínculos entre la capacidad y el nivel de servicio no son muy estrechos. Ambos tipos de vías se suelen proyectar para los Niveles C o D.

Aunque los niveles de servicio son medidas cualitativas, los límites entre ellos se establecen mediante el valor de parámetros numéricos que son en realidad indicadores de efectividad. El concepto de nivel de servicio supone que hay un conjunto de numerosas

condiciones que lo determinan, pero en la práctica han tenido que usarse solamente uno o dos indicadores de efectividad en su determinación. Cada nivel de servicio representa una banda de valores de esos indicadores entre dos valores límites. Por ejemplo, si la demora media causada por un semáforo a los vehículos se encuentra entre 20 y 35 segundos, se dice que esos vehículos reciben un Nivel de Servicio C La Tabla 5 presenta los indicadores de efectividad que se usan para cada tipo de elemento de transporte en la última versión del HCM.

Tabla 5______Indicador de efectividad primario para definir el nivel de servicio

Elemento de transporte _____________ Indicador de efectividad __________ Autopistas

Segmentos básicos Densidad (autos/km/carril)Tramos de entrecruce Densidad (autos/km/carril)Ramales y sus empalmes Volumen (autos/h) Carreteras de

carriles múlt. Densidad (autos/km/carril)Velocidad a flujo libre (km/h)

Carreteras de dos carriles Tiempo de seguimiento (%)Velocidad media de recorrido (km/h)

Intersecciones semaforizadas Demora media por control (s/veh)Intersecciones sin semáforos Demora media por control (s/veh)Arterias urbanas Velocidad media de recorrido (km/h)Transporte colectivo Factor de carga (pers./asiento, veh/h,

personas/h)Peatones ___________________ Espacio (m 2 -peat ón) _____________________

FUENTE: HCM (Transportation Research Board, 1998, pp. 1-5).

Estos indicadores de efectividad no sólo varían con el tipo de elemento de transporte a que se aplican sino que también cambian cada vez que se publica una nueva versión del HCM. En las versiones más antiguas del manual, el indicador predominante era la velocidad y la relación entre ésta y el volumen se consideraba

básica. Más recientemente se ha estado notando que la velocidad densidad, que sí lo es. Lo que se pierde en estas sustituciones es que la velocidad proporciona información que puede reducirse a términos económicos y otros parámetros no.

Los ingenieros de tránsito han empleado mucho la relación entre el volumen y la capacidad, denominada utilización de la capacidad, como un indicador de efectividad que advierte lo cercano que se está de la congestión. Es una medida de suficiencia, que si pasa de la unidad indica demanda no satisfecha y amenaza de congestión. No obstante, de acuerdo con la definición citada anteriormente del HCM , la "percepción de conductores y pasajeros" es importante y ni unos ni otros pueden percibir ese indicador. En cambio, perciben fácilmente la velocidad, demoras y densidad (mediante la proximidad de otros vehículos).

Procedimiento general de los manuales norteamericanos

A pesar del tiempo transcurrido desde la publicación del primer HCM en 1950, aún las ediciones más recientes conservan muchas de las características que imprimió O. K. Normann al manual original. Una de las más importantes es encarar un problema difícil partiendo de soluciones para casos simples e ideales y luego ir complicando esas soluciones paulatinamente, conforme se va llegando a lo complejo y real.

Capacidad y nivel de servicio para condiciones ideales e imperantes

La primera edición del HCM empezaba por establecer un valor para la capacidad, en condiciones ideales, basado en observaciones de campo. Luego, ese valor se reducía mediante la aplicación de factores de corrección menores que la unidad que reflejaban el grado en que las condiciones imperantes se apartaban de las ideales. El producto de esos factores por la capacidad ideal era la capacidad que se estimaba para las condiciones imperantes.

Ese principio se fue modificando en las ediciones siguientes del manual y se extendió a otras variables relacionadas con la capacidad y el nivel de servicio. Muchas veces la conversión de esas variables de unas condiciones a otras no se realiza mediante factores multiplicadores o divisores sino por medio de ajustes aditivos o substractivos. En algunos casos la conversión se realiza conjuntamente con la aplicación del factor de pico horario, lo que si bien simplifica el procedimiento lo hace menos inteligible.

Condiciones idealesEn principio, el HCM considera que cuando se* van mejorando las condiciones de v ía y tránsito y se llega a un punto en que las mejoras no causan ningún aumento de la capacidad, ese punto representa las condiciones ideales. Esas condiciones ideales suponen, en general, buen tiempo, características geométricas generosas, regulación del tránsito con mínimas restricciones, sólo automóviles y ausencia de sucesos o condiciones que estorben la circulación.

Correcciones o ajustes a las condiciones ideales

Las correcciones para las condiciones ideales se pueden deber a condiciones imperantes en la vía, en el tránsito o en su regulación.

Condiciones de la vía

Pendientes empinadas, curvas muy cerradas y superficies de rodadura en mal estado hacen disminuir físicamente la velocidad, mientras que carriles muy angostos y obstáculos muy cerca del borde de la calzada pueden causar una reducción sicológica en la velocidad y un aumento de la brecha de seguimiento. Ambos producen también incomodidad, afectan la capacidad y posiblemente el nivel de servicio.

Condiciones del tránsito y su regulaciónLa condición relativa al tránsito más importante es la composición vehicüiaa^o sea, la proporción de vehículos de distintos tipos, y especialmente la de vehículos pesados (con más de cuatro ruedas apoyadas en la superficie de rodadura): Corno indica el HCM (Transportation Research Board, 1998, p. 1-6) los vehículos pesados afectan el tránsito de dos maneras: (1) Ocupan más espacio en la vía que los automóviles por ser más largos y anchos, y (2) como tienen relaciones peso/potencia superiores a las de los automóviles, no pueden acelerar ni decelerar tan rápidamente como éstos, ni mantener la velocidad que desarrollan los automóviles al subir cuestas. Por consiguiente, afectan tanto a capacidad como el nivel de servicio.

También influyen en la capacidad y el nivel de servicio las maniobras relacionadas con el estacionamiento, las paradas de los autobuses y taxis para dar servicio a pasajeros, las paradas de camiones para cargar y descargar, y los conflictos con peatones que constituyen otro tipo de tránsito. Incidentes y accidentes del tránsito afectan grandemente la capacidad y el nivel de servicio al obstruir carriles inesperadamente, pero es prácticamente imposible predecirlos.

En vías de circulación discontinua la regulación del tránsito ejerce un efecto preponderante sobre la capacidad y el nivel de servicio de las vías y sus elementos. El semáforo, al regular el tiempo en que los vehículos tienen derecho de paso, controla en forma efectiva la capacidad y en nivel de servicio de carriles y grupos de carriles en los accesos a una intersección. También las señales de 'Alto" y “Ceda el Paso" realizan una función similar aunque en menor grado.

Otros medios de regulación tales como la prohibición de giros y estacionamiento, sentido único de circulación y carriles de sentido reversible influyen indirectamente en la capacidad y el nivel de servicio en vías de circulación discontinua.

Aplicaciones del Manual de capacidad norteamericano

El HCM se utiliza para realizar tres niveles de análisis: de circulación, de diseño o proyecto y de planeamiento.

Análisis de circulaciónEs la aplicación que requiere mayor precisión. Se basa principalmente en datos actuales sobre tránsito, vía y regulación, aunque a veces hace algunas predicciones a corto plazo. Si interesara conocer el nivel de servicio de una vía o parte de ella en las condiciones presentes, lo más preciso sería medir el parámetro correspondiente en el terreno y olvidarse del manual. No obstante, las mediciones en el terreno son más costosas y demoradas que los cálculos en la oficina, y por eso muchas veces se usa el manual para calcular el nivel de servicio presente o interpolar o extrapolar los resultados de mediciones en el terreno. Por otra parte, la capacidad de vías que aún no se han

congestionado siempre debe estimarse usando el manual

Una de las aplicaciones más útiles del análisis de circulación es la evaluación del efecto de una medida de corto alcance tal como el cambio de la programación de un semáforo, la adición de un carril de giro a la izquierda, la prohibición" de giros o estacionamiento o el aumento del radio de una curva en una vía rural. También se puede medir una variable básica a lo largo de una vía con un vehículo en movimiento, tal como la velocidad a flujo libre, y utilizar el manual para inferir un perfil del nivel de servicio a partir de esa información y de otros datos que se tengan.

Análisis de diseño o proyectoPor medio del HCM se determinan las dimensiones de una v ía que satisfagan un nivel de servicio deseado, tal como el C o el D. Como el proyecto establece elementos permanentes cuya construcción puede requerir cuantiosas inversiones, se debe garantizar que su utilidad va a durar bastante tiempo. Entonces es preciso predecir cuál va a ser la demanda de tránsito en el año para el que se diseña, a fin de satisfacer esa demanda al nivel deseado. El manual puede determinar algunos elementos de proyecto directamente, tales como el número de carriles, y en otros casos calcular el nivel de servicio que brindaría un diseño propuesto, estimar el año en que se alcanzará la capacidad y sugerir en muchos casos los cambios que deben hacerse al proyecto para lograr los objetivos propuestos. La precisión de este análisis es intermedia debido a la incertidumbre que siempre existe en la predicciónde la demanda de tránsito.

Análisis de planeamientoEs la aplicación más imprecisa, y se hace cuando se empieza a planear una vía o sistema vial y aún no se conocen con exactitud todos los detalles necesarios, especialmente los relativos a la demanda de tránsito. Para algunos elementos viales, el HCM ofrece métodos de planeamiento menos complicados que los análisis de circulación o diseño y que suelen emplear valores por defecto para algunas variables básicas. Sin embargo, últimamente se han difundido mucho programas informáticos que ejecutan automáticamente los procedimientos del HCM, por lo que la sencillez de los análisis de planeamiento va perdiendo importancia.

Procedimientos manuales y computarizados para calcular la capacidad de vías y nivel de servicio

Para cada elemento vial, el HCM ofrece un procedimiento que se puede ejecutar usando formularios y realizando operaciones aritméticas con ayuda de una calculadora. La ejecución de procedimientos complejos, tales como el cálculo de la capacidad y el nivel de servicio de un acceso a una intersección semaforizada puede tardar más de una hora y consumir una energía mental apreciable.

Para facilitar el uso del HCM se han elaborado distintos programas informáticos que tratan de ejecutar fielmente los procedimientos del HCM en la computadora; %ñ' una pequeña fracción del tiempo que requiere su ejecución manual. Para los que deben realizar cálculos de capacidad y nivel de servicio frecuentemente, esos programas constituyen una necesidad. Sin embargo, el usuario no adquiere una Vivencia" adecuada de un procedimiento hasta que no lo ejecuta manualmente, por lo que se recomienda que

se empiece usando los métodos manuales.

Otra cuestión importante es que el HCM es un conjunto de modelos analíticos basados en relaciones racionales y empíricas definidas por ecuaciones, que tienen que ser relativamente sencillas para que puedan ser manejables. Sin embargo, como muchos de los fenómenos del tránsito son complejos, hay que simplificarlos para que su representación por medio de ecuaciones no sólo sea sencilla, sino también para que la concepción de esas ecuaciones no sea demasiado difícil y laboriosa. Esta simplificación reduce la precisión del método.

Esas dificultades se pueden superar empleando modelos de simulación microscópicos ejecutables en computadora como se esbozó anteriormente. Así lo reconocen las últimas versiones del HCM, que recomiendan el empleo de la simulación cuando la situación es demasiado compleja, aun cuando la lógica del modelo que se use no sea la del HCM. El que emplea el modelo de simulación generalmente no sabe qué lógica está aplicando, pero esta dificultad se subsana en parte por los gráficos animados del tránsito simulado que muestran algunos de estos modelos en la pantalla de la computadora.

Los modelos de simulación microscópica también se han usado en la elaboración de los procedimientos del HCM, empleando sus resultados para definir ecuaciones por medio de regresión estadística. Esto equivale a usar en la regresión datos simulados en vez de datos reales.

MEDIDAS RESTRICTIVAS PARA MEJORAR EL TRANSITO

Ha sido regular el tránsito de vehículos y la circulación de peatones en las vías públicas por medios eminentemente restrictivos para reducir los conflictos que allí se producen, buscando mayor seguridad y mejor movilidad. Lo que se hace para establecer esta regulación es comúnmente lo siguiente:

1. Dictar reglas generales de circulación aplicables a todo el sistema vial.

2. Establecer, en sitios específicos de las vías, medidas restrictivas especiales para eltránsito, que no contravengan las reglas generales.

3. Dar a conocer las reglas generales y las medidas especiales.

4. Hacer cumplir reglas generales y medidas especiales.

Al conjunto ordenado de reglas o preceptos generales de circulación se suele llamar reglamento de tránsito y frecuentemente lo prepara una entidad ejecutiva (como el Ministerio de Transporte) para la ejecución de una ley o resolución más general, promulgada por la autoridad legislativa (como el Congreso) de un estado nacional o de sus subdivisiones políticas. Muchas veces las municipalidades dictan sus propias reglas generales para el tránsito, en forma de ordenanzas municipales que complementan o no las leyes estatales, sus reglamentos o ambos.

Las medidas restrictivas especiales para el tránsito las establecen habitualmente los organismos locales encargados de regularlo, con la aprobaciónn previa de la autoridad local correspondiente o sin ella. Por ejemplo, en ciertas ciudades el departamento de tránsito tiene facultades para cambiar el sentido de circulación de una calle, pero en otras deberá proponer el cambio al consejo municipal para que lo apruebe, y en otras es preciso

modificar la ordenanza municipal para hacer la alteración, pues el sentido de la circulación está indicado en sus disposiciones.

Las reglas generales se dan a conocer publicando los reglamentos de tránsito en su totalidad o compendios de los mismos. Es común que se entreguen estos compendios a los que van a tomar un examen para obtener su licencia de conducción.

Las medidas restrictivas especiales se indican a conductores y peatones mediante los llamados dispositivos para la regulación o control del tránsito que se describen más adelante. Generalmente se publican manuales que explican el significado e indicaciones de estos dispositivos.

Los agentes de policía de tránsito son los encargados de hacer cumplir las reglas especiales de circulación, las medidas especiales, y además, sus propias indicaciones que complementan reglas y medidas. Los agentes de tránsito pueden constituir un cuerpo de policía independiente o formar parte de la policía general.

Dispositivos para la regulación del tránsito

Los dispositivos para regular el tránsito son los medios físicos que se emplean para indicar detalladamente a los usuarios de las vías públicas la forma correcta y segura de transitar por ellas a fin de evitar accidentes y demoras innecesarias. Entre las funciones de estos dispositivos se encuentra prevenir a conductores y peatones sobre peligros existentes y guiarlos en sus recorridos por las vías; divulgar oportunamente disposiciones de las leyes y reglamentos de tránsito, así como dar a conocer medidas restrictivas especiales que se impongan a la circulación en una vía o en parte de la misma; y asignar el derecho de paso a distintas corrientes vehiculares.

Requisitos de los dispositivos

Para que puedan cumplir su misión en forma cabal, los dispositivos para regular el tránsito deben satisfacer los siguientes requisitos mínimos:

1. Ser capaces de desempeñar una función necesaria. La razón de existencia de undispositivo de regulación es la función que realiza, y si ésta es innecesaria, eldispositivo puede ser no solamente inútil sino también perjudicial.

2. Llamar la atención. Es muy importante que los usuarios de las vías adviertan lapresencia de estos dispositivos. Cualquier dispositivo que pase inadvertido serátotalmente inútil aunque sus demás cualidades sean excelentes.

3. Ser claros y sencillos. El significado de los dispositivos debe ser sumamente diáfano ysimple, de manera que se comprenda de un vistazo.

4. Dar tiempo para responder. Es preciso que los dispositivos estén colocados de talmanera que den suficiente tiempo y espacio a los conductores de vehículos paraejecutar las maniobras que ordenen o sugieran sus mensajes. Sin cumplir esterequisito, un dispositivo será inútil y hasta peligroso.

5. Infundir respeto. Finalmente, todo dispositivo deberá dar sensación de respeto a losusuarios de las vías para que éstos se sientan inclinados a obedecer las indicacionesque se les transmitan.

Los dispositivos que se usan para regular la circulación son las llamadas señales de

tránsito, las marcas en las vías y sus inmediaciones, los semáforos y otros más, según se verá más adelante.

Señales

Las señales son los dispositivos para regular el tránsito que comunican su mensaje al usuario de una vía por medio de inscripciones o signos convencionales. Las señales deben tener suficiente iluminación o estar hechas con material reflectante para que sean tan legibles de noche como de día. Su mensaje debe ser claro y sencillo, generalmente de no más de tres palabras.

Las señales de tránsito no sólo sirven para regularlo, sino también para proporcionar información a los usuarios de las vías. De este modos pueden ser de tres clases, según el tipo de función que desempeñen:

1. Señales de prevención. Su misión consiste en informar al usuario de la vía sobre laexistencia de un peligro y la naturaleza de éste.

2. Señales restrictivas. Tienen por objeto notificar a los usuarios de las vías acerca de lasrestricciones que impone la reglamentación del tránsito sobre sus actuaciones, o darlesinstrucciones precisas sobre lo que deben hacer. La desobediencia a sus indicacionessuele constituir un delito.

3. Señales informativas. Se emplean para guiar al usuario de la vía a su destino, yproporcionar información que le pueda ser útil en el curso de su viaje.

Las Figuras 15, 16 y 17 presentan algunos ejemplos de cada una de estas clases de señales adoptadas por el Departamento del Distrito Federal de México (1987) para usarse en zonas urbanas y suburbanas. Entre las señales preventivas se encuentran las de curvas y codos (Pía P5), la de proximidad de glorieta, (P-12) las de anchura y altura libres (P-20 y P-21), y las de proximidad de semáforo (P-31). De las señales restrictivas las más importantes son la de "Alto" (R-1) que requiere una detención completa del vehículo antes de reanudar su marcha, la de "Ceda el Paso" (R-2) que indica que el vehículo debe aminorar la velocidad o detenerse para dar paso a otros vehículos, la de velocidad máxima permitida (R-4), otra vez las de anchura y altura Ubres (R-ll y R-12), las que permiten y prohiben el estacionamiento (R-17 a R-21), la que prohibe paradas cortas y largas (R-32), las que prohiben la vuelta a la derecha, a la izquierda, la media vuelta y seguir de frente (R-22 a R-25), las que prohiben el paso de bicicletas, peatones y vehículos pesados (R28 a R-30). Las señales informativas son tan heterogéneas como numerosas, pero entre ellas podemos citar como interesantes las llamadas "señales diagramáticas", que en el caso de las I-d-12 se usan para mostrar la peculiar trayectoria que se debe seguir para voltear a la izquierda.

Marcas para el tránsito

Se denominan marcas para el tránsito a todas las líneas, dibujos, palabras u objetos, con excepción de las señales, aplicados o adheridos al pavimento, guarnición u otra parte de una vía con el propósito de regular el tránsito y proporcionar advertencias o informaciones a los usuarios de las vías.

Marcas en el pavimento

Las marcas en el pavimento ejercen ciertas funciones definidas para regular el tránsito de vehículos y peatones. En algunos casos sirven para guiar o encauzar adecuadamente el tránsito en las calzadas. En otros hacen las veces de barreras sicológicas entre corrientes vehiculares de sentidos opuestos; y también se usan para proporcionar información sobre movimientos de giros, zonas especiales, etc.

Las marcas se usan en algunos casos para complementar las indicaciones de las señales y otros dispositivos para regular el tránsito, mientras que en otras ocasiones desempeñan ellas solas una función en la que obtienen resultados que no se pueden lograr usando otros dispositivos. Sin embargo, se cree que no se deben emplear las marcas para transmitir por sí solas mensajes de reglamentación (excepto la línea para prohibir el adelantamiento), sino

solamente para complementar esa clase de mensajes transmitidos por otros dispositivos

A continuación se describen brevemente algunos de los principios relativos a marcas sobre el pavimento que ha establecido el "National Committee on Uniform Traffic Control Devices" (Comité Nacional sobre Dispositivos Uniformes para la Regulación del Tránsito) de los Estados Unidos (Federal Highway Administration, 1988, pp. 3A-2, 3A-3).

Líneas longitudinales:

• Las líneas amarillas separan filas de vehículos que van en sentidos opuestos odemarcan el borde izquierdo de una calzada.

• Las líneas blancas separan filas de vehículos que van en el mismo sentido o demarcanel borde derecho de una calzada.

• Las franjas discontinuas se pueden cruzar.

• Las franjas continuas no se deben cruzar.

• El ancho de la franja indica el grado de restricción.

• Las líneas dobles indican máxima restricción.

De este modo donde circulan filas de vehículos en el mismo sentido, si una línea blanca de borde de carril es discontinua se puede cruzar normalmente para cambiar de carril, si es continua, no se debe cruzar y si es una doble línea blanca el cambio de carril está prohibido. Líneas amarillas análogas ejercen las mismas restricciones con respecto a filas de vehículo que circulan en sentidos opuestos.

Las líneas longitudinales que separan carriles tienen un efecto sicológico sobre los conductores que los compele a mantener el vehículo dentro de su carril y son una guía muy valiosa en calzadas de muchos carriles en un mismo sentido.

El ancho de las líneas longitudinales simples suele ser de 10 a 15 cm. Las líneas discontinuas están formadas por segmentos y separaciones con relación 1:3.

Líneas transversales:

Las líneas para cruces de peatones definen los lugares por donde deben cruzar la calzada los peatones). Se recomiendan tanto en vías rurales como urbanas, que se coloquen, a ambos lados del cruce, franjas blancas continuas de no menos de 15 cm de ancho. Se puede dar mayor visibilidad a un cruce de peatones pintando líneas longitudinales dentro del área del cruce de 30 a 60 cm de ancho, separadas por la misma distancia y formando ángulos de 45° o 90° con la dirección del tránsito. Eso es lo que se llama "cruce de cebra" que puede estar limitado o no por líneas transversales

Las líneas de detención, marcan el lugar de la calzada donde se deben detener los vehículos, para obedecer la indicación de una señal, un semáforo, un agente de policía o cualquier otra reglamentación de detención. Deben ser franjas blancas continuas de 30 a 60 cm de ancho a todo el ancho de los carriles, dedicados a un sentido de la circulación. Se suelen colocar a un metro antes del cruce de peatones correspondientes.

Inscripciones en el pavimento.

Deben ser blancas y limitarse a un máximo de tres palabras. No deben usarse para dar instrucciones a los conductores a no ser que complementen el mensaje de señales de reglamentación.

Debido al reducido ángulo que forma la visual del conductor con el pavimento, estas inscripciones deben hacerse con letras y números alargados, de 2.50 m de altura si las velocidades que prevalecen son superiores a 60 km/h. Si son inferiores a esa cifra, entonces la altura de las letras puede limitarse a 2.00 m o menos.

Semáforos

El semáforo es un dispositivo muy valioso para regular el tránsito de vehículos y peatones y hacerlo más seguro. Como otorga arbitrariamente el derecho a hacer ciertos movimientos, ejerce una profunda influencia en las corrientes vehiculares; por lo que la instalación de un semáforo debe ser el resultado de concienzudos estudios sobre las vías y el tránsito por un competente ingeniero.

Los semáforos pueden proporcionar las siguientes ventajas:

1. Interrumpir las corrientes a intervalos regulares, o según sea necesario, para daroportunidades de cruzarlas a otras corrientes de vehículos o peatones.

2. Ordenar la circulación vehicular, ya que en muchos casos los vehículos pueden avanzaren grupos sin tener que estar deteniéndose y poniéndose en marcha con frecuencia.

3. Reducir la frecuencia de cierta clase de accidentes como los choques en ángulo recto.

4. Gobernar la velocidad de los vehículos y facilitar su movimiento continuo si secoordinan los semáforosa lo largo de una vía.

Elementos de los semáforos

Los semáforos han pasado por muchas etapas de desarrollo pero los ordinarios de tipo moderno constan de los elementos que se exponen a continuación:

Cabeza es la parte principal del semáforo donde se encuentran los distintos lentes destinados a dar las indicaciones a los usuarios de las vías. La parte de la cabeza que contiene un juego de lentes orientados hacia un solo sentido de una vía o rama de una intersección, se denomina cara. Una cabeza de semáforo puede tener una o más caras.

Los lentes de los semáforos son de forma circular y detrás de ellos se encuentran lámparas incandescentes con reflectores para dirigir la luz en la dirección deseada con ayuda de placas reflectoras. Al conjunto de los lentes, placas reflectoras, lámparas, portalámparas, y sus piezas de soporte se denomina unidad óptica. Últimamente se está difundiendo el uso de una lámpara de, diodo conocida por "led" para remplazar las lámparas incandescentes. La disposición habitual de los lentes, de arriba a abajo es la siguiente:

Tabla 6

Lente Significado de su indicación

Rojo Parar

Amarillo Precaución

Verde Seguir

Flecha hacia arriba Seguir de frente

Flecha hacia la izquierda Voltear a la izquierda

Flecha hacia la derecha Voltear a la derecha

Instrucciones para peatones Cruzar o no cruzar

Los tres primeros lentes son los que se consideran como comunes e imprescindibles en un semáforo.

Para que pueda verse mejor la luz de los lentes, se colocan a estos últimas contra fondo obscuro y se protegen con viseras especiales. Muchas veces se usan pantallas para impedir que las indicaciones de los lentes puedan ser vistas desde las porciones de las vías a las que no van dirigidas.

Regulador. Es el mecanismo que sirve para gobernar los cambios de luces del semáforo. Consta de un mecanismo cronométrico con todos los aparatos necesarios encerrados en una caja.

Detectores. Son dispositivos que tienen ciertos semáforos, mediante los cuales se puede registrar el paso de vehículos o peatones y transmitir esta información al regulador.

Tipos de medidas restrictivas

Entre ellas se encuentran las (1) limitaciones de velocidad, (2), prohibición de vueltas, (3), la prohibición del estacionamiento, (4) implantación del sentido único de circulación y (5) reglamentación del derecho de paso en intersecciones.

Limitaciones de velocidad

La limitación de la velocidad de los vehículos es uno de los problemas más difíciles y discutidos de la ingeniería de tránsito actualmente. Hay muchos lugares donde no se limita legalmente la velocidad de los vehículos y hay otros en que sí existen las limitaciones legales, pero no se hacen cumplir, lo que es peor.

La razón principal de las limitaciones de velocidad es prevenir los accidentes de tránsito o disminuir sus efectos; lo que se hace estableciendo límites máximos a la velocidad a que se permite circular a los vehículos. Como se ha visto, el número de accidentes aumenta en general cuando aumenta la velocidad, aunque haya casos en que a un aumento de velocidad corresponda una disminución de los conflictos entre vehículos y/o una mayor atención del conductor que mitigan el aumento de accidentes de tránsito. Lo que no hay duda es que la gravedad de los accidentes aumenta apreciablemente con la velocidad y por eso se puede decir que limitando la rapidez a que circulan los vehículos se salvan vidas. Otro efecto que se espera de una limitación en la velocidad es una reducción de la variabilidad de las velocidades de los vehículos individuales y por ende una disminución de los conflictos entre ellos. En resumen, se trata de ganar seguridad perdiendo movilidad.

Existen dos tipos de limitaciones de velocidad: (1) limitaciones generales establecidas por un organismo legislativo para toda su jurisdicción y, (2) limitaciones especiales que varían de un lugar a otro y que son fijadas por una entidad administrativa con autorización del organismo.

Limitaciones generales de velocidad

Las limitaciones generales se encuentran comprendidas en muchos reglamentos de tránsito en forma de una regla básica que dice esencialmente: "Se prohíbe conducir un vehículo por una vía a una velocidad mayor de la que es razonable y prudente, en las condiciones existentes y teniendo en cuenta los riesgos presentes y posibles".

El "Uniform Vehicle Code" (Código Vehicular Modelo) (National Committee on Uniform Traffic Laws and Ordinances, 1992, p. 83) recomiendan las siguientes velocidades máximas absolutas permitidas para los Estados Unidos:

1. 56 km/h en vías urbanas.

2. 88 km/h en otras vías

No obstante, los estados de la Unión pueden aumentar esas velocidades máximas en vías urbanas a 88 km/h o disminuirlas a no menos de 56 km/h en otras vías, o bien disminuirlas en intersecciones a cualquier valor, si se han realizado estudios técnicos pertinentes que demuestren que los valores recomendados resultan demasiado altos o demasiado bajos de lo que resultó seguro y razonable para las condiciones encontradas.

Limitaciones especiales de la velocidad

Su implantación recae directamente sobre los ingenieros de tránsito, y de acuerdo con el criterio que prevalece entre ellos, lo que pueden hacer en este sentido es:

En sitios de alta accidentalidad, si sospechan que la velocidad puede ser un factor apreciable en la producción de los accidentes: (1) observar y analizar las velocidades a que acostumbran a circular los conductores en ellos, (2) tratar de determinar el papel que ha jugado la velocidad en los accidentes registrados, (3) si éste parece apreciable, establecer o recomendar una velocidad máxima permitida inferior al promedio de las velocidades observadas, y (4) si la medida se aplica y se respeta, comprobar si ha habido una mejora significativa en la frecuencia y gravedad de los accidentes.

En sitios donde no ha habido. problemas de seguridad vial y parecen peligrosos: (1) medir y analizar las velocidades de los vehículos que van libres, y (2) establecer o recomendar una velocidad máxima permitida igual al percentil 85 de las velocidades libres (velocidad por debajo de la cual circula el 85% de los vehículos observados). De este modo se trata de reducir la velocidad de los conductores más agresivos.

En sitios donde no ha habido problemas de seguridad y no parecen peligrosos: no hacer nada.

Al igual de lo que sucede con todas las restricciones del tránsito, las limitaciones de velocidad no deben forzar innecesariamente las costumbres de los conductores en general, pues de otro modo no es posible lograr su obediencia sino a costa de intensa y costosa vigilancia, para lo cual, frecuentemente no hay recursos suficientes.

Todas estas limitaciones especiales de la velocidad se hacen conocer al conductor mediante señales de tránsito, y se espera que el conductor las obedezca. A veces también se colocan obstáculos en la vía para obligar a reducir la velocidad o parar, pero esto pertenece a las medidas constructivas que se presentan más adelante.

Prohibición de vueltas

Muchas veces es conveniente prohibir movimientos de giro en intersecciones para lograr las ventajas siguientes:

1. Reducir demoras y aumentar la capacidad de las vías.

2. Disminuir conflictos potenciales y peligro de accidentes.

3. Ayudar a los peatones.

4. Evitar la entrada de vehículos en una vía contra el sentido del tránsito.

5. Facilitar la coordinación de semáforos.

6. Impedir recorridos perjudiciales al tránsito en general.

Estas limitaciones se establecen generalmente en v ías urbanas y como todas las restricciones del tránsito, deben ser el resultado de estudios apropiados. Es conveniente aplicarlas solamente a las horas en que se hagan necesarias para no entorpecer innecesariamente la circulación del tránsito y hay que indicarlas claramente a los usuarios de las vías. A veces en vez de impedir las vueltas es preciso facilitarlas dedicando más de un carril para ellas como se verá más adelante.

Prohibición de vueltas a izquierda

Las vueltas a izquierda son los que se restringen más frecuentemente, porque causan mayores conflictos y demoras. Su prohibición aumenta la capacidad de la vía en un porcentaje aproximadamente igual al por ciento de vehículos que giran a la izquierda y reduce los accidentes especialmente cuando los las vueltas son pocas y los conductores que vienen en sentido contrario no las esperan. Prohibiendo las vueltas a izquierda en una intersección muy congestionada es posible transferirlas a otra intersección de menor movimiento y repartir mejor la carga del tránsito. Cuando las vueltas a izquierda se pasan de una intersección con semáforo a otra que no lo tiene, hay más oportunidades de efectuarlas.

Para determinar si es conveniente limitar las vueltas a izquierda en una intersección urbana (excepto en los casos de evitar la circulación en sentido contrario a la establecida) se recomienda hacer lo siguiente:

1. Obtener datos sobre el ancho y disposición de las calles, volúmenes y distribución deltránsito, movimientos de giro por hora, capacidad de la intersección, períodos de susemáforo (si hay) y accidentes.

2. Observar las demoras causadas por los vehículos que voltean a izquierda y hora del díaen que voltean.

3. Investigar las rutas que tendrían que seguir los vehículos cuyo movimiento'a laizquierda se va a prohibir.

4. Comprobar si se afecta con la prohibición alguna línea de transporte colectivo y en casoafirmativo, estudiar si es posible cambiar su ruta sin causar perjuicios mayores.

5. Hacer un estudio de las soluciones que se pueden adoptar para el problema que seconsidera, tales como dedicar carriles especiales a los períodos de un semáforo parafacilitar los movimientos a la izquierda (y compararlas con la prohibición de lasvueltas, desde el punto de vista del beneficio del tránsito en general. A veces larestricción de giros en una intersección simplemente transfiere el mismo problema aotra y en definitiva causa perjuicios al tránsito.

6. Precisar las horas del día en que sería conveniente la restricción o si debe establecersecon carácter permanente.

En contra de la creencia de muchas personas, un número muy grande de vehículos que giran a la izquierda no suele justificar la prohibición de esos giros, sino más bien la adopción de medidas para facilitarlos.

Prohibición de vueltas a la derechaDebido a que las vueltas a derecha rara vez causan serias demoras al tr ánsito, generalmente no es necesario prohibirlas. Sin embargo, si hay un retardo apreciable de la velocidad de los vehículos causados por esas vueltas deben tomarse medidas para disminuirlas. A veces un aumento del radio de la curva de la guarnición o borde del pavimento en la primera esquina derecha de la intersección es suficiente para reducir los retrasos provocados por los movimientos hacia la derecha.

El problema cobra mayores proporciones en las intersecciones urbanas donde hay gran movimiento de peatones. En esos lugares, la interferencia entre peatones y los vehículos que voltean a la derecha puede causar serias demoras al tránsito. Las soluciones que se acostumbra a aplicar a esos problemas son: (1) proporcionando carriles especiales para girar a la derecha, (2) separando el movimiento de los peatones con una fase especial de un semáforo o parte de ella y en última instancia, (3) prohibiendo las vueltas a derecha.

La prohibición de estos giros en vías urbanas no debe hacerse en dos cuadraos consecutivas y es conveniente Limitarla solamente /a las horas del día en que es necesaria; a no ser cuando se trate de impedir la entrada a una calle en sentido contrario a la circulación establecida, en cuyo caso la restricción es permanente.

Es preciso indicar claramente a los usuarios de las vías la prohibición de las vueltas tanto a la izquierda como a la derecha. Para ello se usan las señales correspondientes (Señales R-22 y R-23, Figura 16) con una inscripción referente a las horas en que rija la prohibición, si ésta no es permanente.

Carriles Especiales para Giros

Aunque la creación de carriles especiales para giros se logra en gran parte por medios constructivos, sólo se trata aquí de los que tienen su origen en restricciones.

Cuando las vías son suficientemente anchas y los movimientos de giro lo justifican, se pueden destinar carriles especialmente para ellos indicándolos convenientemente a los conductores con señales y marcas en el pavimento. No obstante esto puede reducir la capacidad de la vía si el porcentaje de vueltas no es suficiente. Mediante prohibiciones de estacionamiento en vías urbanas es posible dedicar porciones de la calzada para los vehículos que voltean tanto a la izquierda como a la derecha como se muestra en la Figura 18.

Cuando el volumen de tránsito que gira es muy elevado, puede ser conveniente dedicar dos carriles para las vueltas, uno con carácter exclusivo (el del extremo) y otro optativo.

Restricción de estacionamiento en la vía pública

Ya se ha visto que en vías urbanas, los conductores prefieren estacionar sus vehículos en la calzada de las calles, junto ala acera y cerca del lugar a donde van. Ahora veremos las razones que obligan a restringir ese tipo de estacionamiento.

Prohibición del estacionamiento

Llamamos prohibición del estacionamiento cuando no se permite estacionar por ningún período de tiempo a los vehículos en ciertos lugares de la vía pública, durante todo el día o a determinadas horas del mismo. Esta prohibición debe indicarse claramente en la vía, por medio de las señales correspondientes aunque esté contenida en reglamentos u ordenanzas de tránsito. A continuación se describen los motivos principales que obligan a establecer estas restricciones en las vías urbanas.

Capacidad. Los vehículos estacionados reducen la capacidad de las vías, como se ha visto, no sólo por el espacio que ocupan, sino por las demoras que causan al tránsito entrando y saliendo del lugar donde se estacionan. Por eso, uno de los medios más efectivos para aumentar la capacidad, puede ser la prohibición del estacionamiento a lo largo de una calle junto a una acera o a ambas.

Es necesario advertir que para que esta restricción dé los resultados apetecidos es preciso prohibir no solamente el estacionamiento, sino también las esperas o paradas largas de los vehículos para lo cual es necesario contar con los medios apropiados para hacer cumplir estrictamente la prohibición. Ha habido casos en que un sólo vehículo parado a unos cinco metros de la línea de detención de una intersección con semáforo, ha reducido la capacidad de ese acceso en más de un 30 por ciento.

Como el volumen de tránsito en vías urbanas sufre variaciones diarias muy marcadas, la prohibición de estacionamiento por motivos de capacidad debe confinarse las horas en que es necesaria en el lugar que se aplica. En las calles en que el movimiento predominante del tránsito es en un sentido por la mañana y en sentido contrario por la tarde, puede ser conveniente prohibir el estacionamiento solamente en el lado de la calzada por donde circula el volumen mayor y en los momentos en que éste circula

Otro de los resultados que se logran prohibiendo el estacionamiento en una calle es que se eliminan de ella los vehículos que circulan buscando un lugar dónde estacionar, cuyo número puede ser considerable. También se puede aumentar la capacidad de una calle prohibiendo el estacionamiento en tramos de la misma junto a las intersecciones con semáforos a fin de facilitar movimientos de giro (como se muestra en la Figura 18); o simplemente para proporcionar un carril más para cruzar la intersección a los vehículos que se acumulan en sus accesos durante el intervalo rojo del semáforo. Esta prohibición suele ser permanente.

Zonas de carga y descarga. A fin de evitar los estacionamientos en doble fila de los vehículos que cargan y descargan objetos (que tantos estorbos causan a la circulación), se suelen establecer prohibiciones de estacionamiento (aunque no de paradas) junto a tramos cortos de acera frente a edificios donde se efectúan frecuentemente esas operaciones. A esos lugares se llama zonas de carga y su creación es solicitada generalmente por el propietario o arrendatario del edificio beneficiado, aunque corresponde casi siempre a las autoridades encargadas dé regular el tránsito, decidir si se deben establecer esas zonas o no. Restricciones similares se acostumbra a crear frente a hoteles, teatros y otros lugares donde se detienen muchos vehículos para dejar pasajeros.

Paradas de autobuses. No se debe dejar esperar o estacionar a ningún vehículos en los lugares señalados para que se detengan momentáneamente los autobuses urbanos o para que esperen los interurbanos. Esta es una restricción permanente.

Puestos para taxis. Los taxis constituyen una parte muy importante del sistema de transporte de una ciudad. Conviene reservar lugares para ellos en sitios apropiados de la vía pública donde puedan prestar un buen servicio y al mismo tiempo no entorpecer la circulación del tránsito.

Limitación del estacionamientoSe entiende por limitación de estacionamiento a la restricción del tiempo en que pueden permanecer estacionados los vehículos en ciertos lugares de la vía pública. Esta limitación se establece a fin de reservar ciertos espacios de la vía pública para aquellas personas que necesitan estacionar por corto tiempo, como las que van de compras o a realizar negocios rápidos Los comerciantes, como es natural, favorecen la limitación del estacionamiento cerca de sus establecimientos, pues más personas que estacionen en un espacio en esos lugares significan más ventas.

Para determinar las limitaciones de estacionamiento se deben estudiar en especial los generadores de estacionamiento. En las zonas donde el tiempo resulta más valioso, es evidente que los espacios junto a la acera deben destinarse a los que estacionan sus vehículos por corto tiempo. En esos casos un límite de una hora o más al estacionamiento no afectará desfavorablemente a esas personas. En los Estados Unidos se suelen fijar límites de 30 minutos en las zonas comerciales de los centros de las grandes ciudades, una hora en las zonas comerciales secundarias y dos o tres horas en otras zonas comerciales de menor importancia. Frente a bancos y edificios de correos y ciertos establecimientos se acostumbra a limitar el estacionamiento a 10 ó 15 minutos.

Medios para limitar el estacionamientoEl medio más simple para limitar la duración del estacionamiento es fijando señales

adecuadas donde se indica el tiempo máximo que pueden estacionar los vehículos. Un agente de policía hace recorridos periódicos y vela porque se cumplan los límites expresados. Sin embargo, como la vigilancia es difícil se han ideado otros medios para facilitarla tales como los parquímetros.

Como ya es de conocimiento general, los parquímetros son aparatos que se colocan junto a la guarnición de las aceras en los lugares donde se desea limitar el estacionamiento y frente a cada espacio para estacionar. Insertando una moneda o ficha en ellos, se pone en marcha un mecanismo de relojería que está provisto de un cuadrante donde una aguja señala los minutos que puede permanecer estacionado un vehículo frente al parquímetro.A medida que transcurre el tiempo va avanzando la aguja por el cuadrante, indicandosiempre los minutos que quedan del tiempo permitido para estacionar, y cuando la agujallega a cero el aparato exhibe una indicación que denota que ese tiempo ha vencido. Deeste modo los agentes de policía pueden comprobar fácilmente los vehículos que se hanestacionado por un tiempo excesivo. . .

Implantación del sentido único de circulación y carriles reversibles

Aunque en algunas circunstancias ha resultado conveniente establecer la circulación de sentido único en carreteras, esta medida se encuentra confinada prácticamente a las vías urbanas.

El sentido único de las calles casi siempre constituye el remedio más rápido y económico para facilitar la circulación en zonas urbanas congestionadas, pues para aplicarlo sólo es necesario instalar las señales y pintar las marcas correspondientes. Sin embargo, como toda medida restrictiva, exige cierta labor adicional de orientación y vigilancia a raíz de su implantación.

Ventajas y desventajas de las calles de sentido único

La experiencia ha enseñado que la circulación en sentido único convenientemente planeada y regulada produce los siguientes beneficios en las calles, con respecto a la circulación en ambos sentidos:

1. Aumenta la capacidad de las calles en la mayoría de los casos.. Sin embargo, losmayores aumentos de capacidad que producen estos cambios se logran en las callesestrechas que sólo dan cabida a dos carriles de circulación. Al convertirías en vías detránsito en un sólo sentido en vez de circular por ellas dos corrientes vehiculares deuna fila, transitará una corriente de dos filas, que aprovecha más eficazmente los doscarriles, pues los vehículos que paran o que van a velocidades lentas no entorpecentanto el movimiento de los demás. Por las mismas razones, aumenta la velocidadmedia de los vehículos.

2. Las calles de sentido único permiten coordinar mejor los semáforos lo que incrementaaún más la velocidad media de los vehículos. En un par de calles de sentido único sepuede establecer un movimiento progresivo casi perfecto del tránsito en

ambossentidos.

3. En ciertos casos pueden distribuir mejor el tránsito pues obligan a muchos conductoresa usar calles poco atractivas que de otro modo evitarían.

4. Disminuyen los conflictos posibles en intersecciones, y también los que se originanentre vehículos y peatones.

Reducen las demoras provocadas por los giros a la izquierda y los riesgos que traenaparejados.6. Evitan el deslumbramiento que causan de noche los faros de los vehículos sobre

losconductores que vienen en sentido opuesto.

7. Reducen ciertos tipos de accidentes tales como los rozamientos laterales entre vehículos y los provocados por conflictos en intersecciones y con peatones. Evitan por completo los choques de frente y los accidentes motivados por deslumbramiento por faros de vehículos.

8. Permiten aprovechar mejor las calzadas con un número impar de carriles.

En cambio, entre las desventajas de las calles de sentido único sobre las de tránsito en ambos sentidos se pueden citar:

1. Los vehículos tienen que recorrer con frecuencia, distancias mayores para llegar aciertos lugares. Esto produce un aumento en el volumen de tránsito.

2. Es posible que las calles de sentido único produzcan confusión a conductores que noestén familiarizados con ellas, lo que puede provocar accidentes.

3. Reducen la capacidad para movimientos de giro a la derecha porque disminuyen elnúmero de intersecciones donde se pueden efectuar esos giros. Esta dificultad se puederesolver permitiendo giros desde dos carriles adyacentes.

4. Necesitan más dispositivos para regular el tránsito.

5. Pueden producir dificultades en las rutas de los vehículos de transporte colectivo, en eltransbordo de los pasajeros y en otras operaciones.

6. Cuando se convierte una calle a sentido único se pueden causar perjuicio a comerciosestablecidos a lo largo de ella, debido a la mayor dificultad de acceso a los comercios oal cambio del sentido del tránsito. Sin embargo, estos perjuicios son generalmentetemporales.

7. Los vehículos de emergencia, tales como ambulancias o equipos para

combatirincendios, pueden encontrar cerrado el paso por vehículos detenidos por la luz roja deun semáforo a todo el ancho de la calzada.

8. En algunos casos no es posible proporcionar transiciones adecuadas entre calles desentido único y calles de dos sentidos.

Condiciones que justifican las calles de sentido único

Generalmente no debe establecerse el sentido único en una calle si no hay otra calle paralela cercana a la primera para que pueda circular el tránsito en sentido contrario. A continuación se exponen algunas condiciones que pueden justificar la existencia de calles de sentido único.

1. La existencia de un par de calles que tienen el mismo origen y destino, y donde se producen demoras y congestiones debido por lo menos a una de las siguientes causas:

a) Son necesarios numerosos movimientos de giro.b) Las cuadras son cortas y el espaciamiento entre los semáforos no permite

coordinarlos con eficacia.

c) Una calle está congestionada y la otra no, porque resulta desagradable para losconductores.

d) Se necesita mayor capacidad y no es posible obtenerla con prohibiciones de estacionamiento. Donde el volumen de tránsito sea considerable se debe tratar de que circulen corrientes vehiculares de más de una fila, lo que muchas veces sólo se puede lograr con el sentido único.

2. Red de calles de la zona central de una ciudad compuesta de pares de calles que cumplen con los requisitos anteriores, donde el sentido único de la circulación y el largo de las cuadras permiten establecer un sistema de semáforos coordinados que favorecen el movimiento progresivo de las principales corrientes vehiculares.

3. Calles demasiado angostas para el tránsito en ambos sentidos. Se considera en losEstados Unidos que el ancho mínimo de calzada de calle para que la circulación enambos sentidos sea práctica es de 9 metros.

4. Donde hay movimientos de rotación alrededor de una plaza pública o en la periferia deuna pequeña zona congestionada.

5. Calles que son continuación de los ramales de entrada o salida de vías rápidas, donde el tránsito siempre está separado por sentidos de circulación.

Carriles reversiblesEn vías urbanas puede haber grandes diferencias entre la distribución de los

volúmenes de tránsito por sentido a distintas horas del día. En ese caso se pueden adaptar mejor las calzadas a estas variaciones del tránsito designando ciertos carriles para la circulación en un sentido durante unas horas y para el sentido contrario durante otras. A estos carriles los llamamos carriles reversibles.

En general se pueden considerar tres aplicaciones fundamentales de los carriles reversibles:

1. Para invertir completamente el sentido de la circulación en una calle durante ciertashoras del día. En ese caso el sentido de la circulación se cambia al mismo tiempo entodos los carriles y en igual sentido, y la vía es más bien una calle de sentido únicoreversible.

2. Para cambiar la circulación de una calle alternativamente de un sentido, a ambos y alsentido contrario según las variaciones del tránsito. En este caso se cambia también elsentido de la circulación en todos los carriles, pero no al mismo tiempo.

3. Para favorecer alternativamente la circulación del tránsito en un sentido, en ninguno yen sentido contrario. Para ello se cambia el sentido de la circulación en algunoscarriles, pero en otros permanece fija.

La Figura 19 muestra gráficamente estas tres aplicaciones.

Reglamentación del derecho de paso en intersecciones

Las medidas restrictivas que se emplean más para regular el tránsito son las limitaciones de paso. Esta clase de restricciones se usa casi siempre en los cruces, donde dos o más calzadas comparten una misma área.

Las limitaciones de paso pueden aplicarse estableciendo reglas generales de paso y haciéndolas cumplir, dando instrucciones a los usuarios de las vías por medio de señales de tránsito, semáforos o agentes de policía; o bien, por una combinación de varios métodos. Aunque generalmente las restricciones del tránsito, y muy especialmente las de esta clase, tienden a mejorar la seguridad vial, desde el punto de vista de la movilidad son armas de dos filos, que lo mismo pueden servir para facilitar la circulación que para entorpecerla y es muy importante que el grado de limitación impuesto sea el más apropiado a las condiciones existentes. Por lo tanto, las restricciones no deben establecerse por conjeturas, sino de acuerdo con principios técnicos reconocidos, estudiando la circulación del tránsito, accidentes', velocidades, demoras y otras condiciones físicas que muestren exactamente las dificultades que existen e indiquen la manera de eliminarlas o al menos de aliviarlas.

Regla del derecho de paso

En los Estados Unidos y otros países, lo habitual es que en las intersecciones sin dispositivos de regulación del tránsito, el primer vehículo que llega a la intersección es el que tiene el derecho de paso; es decir, de seguir sin detenerse. Cuando dos vehículos llegan simultáneamente a una intersección, la regla habitual es que un vehículo deba ceder el paso al otro, si este último viene por su derecha, y seguir sin detenerse (aunque con las debidas precauciones) si el otro se aproxima por su izquierda. De este modo, el vehículo que se detiene sufre una demora mínima porque puede ir avanzando mientras el otro pasa y el que sigue puede percibir mejor sj el otro vehículo va a ceder el paso o rio.

; •

Limitación de paso con señales de transito . .

Señales de "CEDA EL PASO"

Cuando la regla del derecho de paso no es suficiente para regular el tr ánsito en una intersección puede ser conveniente emplear señales de "CEDA EL PASO", como la R-2 de la Figura 16, que dan preferencia a ciertas corrientes de tránsito.

El "Manual of uniform traffic control devices" (Manual de dispositivos uniformes para regular el tránsito) (MUTCD) (Federal Highway Administration, 1988, pp. 28-4, 28-5) considera que está indicado el empleo de las señales de prioridad de paso en los siguientes casos:

1. En un acceso a una intersección al que sea necesario asignar el derecho de paso ydonde la velocidad para llegar a la intersección con seguridad sea mayor de 16 km/h.

2. En un ramal de entrada a una vía rápida donde no haya carriles especiales para quelos vehículos puedan acelerar.

3. En una intersección con una vía de dos calzadas donde el camellón central tenga másde 9 m de ancho. En esa intersección puede usarse una señal de "ALTO" a la entradade la primera calzada y una de "CEDA EL PASO" a la entrada de la segunda.

4. Donde haya un carril de vuelta a la derecha, separado o canalizado, sin carrilapropiado para acelerar

5. En cualquier intersección donde exista un problema especial y un estudio técnicoindique que el problema es susceptible de corregirse con una señal de "CEDA ELPASO"

Señales de "ALTO"

Deben ejercer una restricción sobre el tránsito un poco mayor que las de prioridad de paso, pues obligan a parar en firme a los vehículos. Es la R-l de la Figura 16, (si el lector no la conoce). El MUTCD (FWHA, 1988, p. 28-2) indica que puede justificarse en los sitios siguientes:

1. En la intersección de una vía secundaria con una principal donde la aplicación de laregla del derecho de paso sea muy peligrosa.

2. En una calle que desemboque en una carretera o calle preferente.

3. En una intersección sin semáforos donde las demás intersecciones estén semaforizadas.4. En otras intersecciones donde la combinación de alta velocidad, visibilidad restringida y alta accidentalidad sugiera la restricción que debe imponer una señal de "ALTO"

Como puede apreciarse,, las últimas orientaciones del MUTCD con respecto a la justificación de las señales de "CEDA EL PASO" y "ALTO" son bastante vagas y su aplicación recae principalmente en el juicio del ingeniero de tránsito. Por otra parte, en general, en la América Latina no se presta atención a las señales de "ALTO", a no ser que haya ocurrido un accidente, y no se establece diferencia apreciable entre ellas y las de "CEDA EL PASO" ,que siempre se obedecen cuando no viene nadie por la vía transversal.

También se usa en los Estados Unidos la colocación de señales de "ALTO" en todos los accesos a una intersección, pero su funcionamiento satisfactorio requiere un elevado nivel de disciplina en los conductores que no es fácil de obtener.

Limitación de paso con semáforo

Como regla general, los semáforos sólo se deben emplear cuando el tránsito no pueda circular debidamente por una intersección y se causen demoras anormales a vehículos y peatones que no sea posible evitar o aminorar con señales de "ALTO" o de "CEDA EL PASO". Razones de seguridad también pueden indicar la instalación de semáforos, pero es preciso tener en cuenta que los semáforos no siempre evitan los accidentes y que en algunos casos pueden hasta provocarlos.

Condiciones que indican la instalación de semáforos de tiempos fijos

A continuación se exponen las condiciones que justifican la instalación de semáforos deperíodos establecidos en intersecciones de dos vías según lo expuesto en él MUTCD(FHWA 1988, p.p.4C-2 a 4C-8). El cumplimiento de al menos una de las siguientescondiciones justifica el empleo de semáforos:. '\

Condición No. 1: Volúmenes Vehiculares Mínimos. El semáforo está justificado cuando los volúmenes de tránsito que circulan por una intersección urbana son, por lo menos, los que se indican en la Tabla 7 durante ocho horas cualesquiera de un día entre semana representativos, en la calle principal, y en el acceso más cargado de la calle secundaria durante las mismas 8 horas. El acceso secundario más cargado puede ser en algunas horas el de un sentido y el de sentido opuesto en otras.

Tabla 6Vol úmenes vehiculares horarios mínimos para la Condición No. 1

Volumen horario enla calle principal(total de ambos

accesos)

1 1 500 1502 o más 1 600 1502 o más 2 o mas 600 200

1 2 o más 500 200

Cuando el percentil 85 de las velocidades de los vehículos que van por la vía principal,pasa de 65 km/h o la intersección se encuentra en la zona urbanizada de un pueblo demenos de 10,000 habitantes; los volúmenes de tránsito mínimos se reducen al 70% de losindicados anteriormente. « v

Condición No. 2: Interrupción de corrientes vehiculares constantes. Puede ser conveniente interrumpir las corrientes vehiculares que circulan constantemente por una vía importante, en sus intersecciones con vías de menor importancia, a fin de que el tránsito que vaya por estas últimas pueda atravesar la primera sin peligro de accidente o sufrir demoras exageradas. La instalación de semáforos está justificada cuando durante ocho horas cualquiera de un día normal, los volúmenes de tránsito que circulan por una intersección urbana son, por lo menos, los que se indican en la Tabla 7 durante ocho horas cualesquiera de un día representativo, en

Número de carriles de circulación en cada acceso de la callé secundaria

Número de carrilesde circulación encada acceso de lacalle principal

Volumen horario enel acceso más

cargado de la callesecundaria

la calle principal, y en el acceso más cargado de la calle secundaria durante las mismas ocho horas, por lo menos. El acceso secundario más cargado puede ser en algunas hora el de un sentido y el de sentido opuesto en otras.

También, el semáforo añadido, no debe trastornar la coordinación de los demás semáforos.

Tabla 7____________Vol úmenes vehiculares horarios mínimos para la Condición No. 2 _____________

Número de carriles Número de carriles Volumen horario en Volumen horario ende circulación en de circulación en la calle principal el acceso máscada acceso de la cada acceso de la (total de ambos cargado de la calle

calle principal calle secundaria accesos)secundaria

1 1 750 752 o más 1 900 . 752 o más 2 o más 900 100

1 2 o más 750 100

Cuando el percentil 85 de las velocidades de los vehículos que van por la vía principal pasa de 65 km/h, o la intersección se encuentra en la zona urbanizada de un pueblo de menos de 10,000 habitantes; los volúmenes de tránsito mínimos indicados anteriormente se reducen a un 70%.

Condición No. 3: Volúmenes mínimos de peatones. La instalación de un semáforo puede justificarse cuando el numero de peatones que cruzan una calle principal junto a una intersección o lugar a media cuadra, en un día representativo es de

100 o más por cualquier período de cuatro

horas; o 190 o más durante cualquier hora.

Estos valores se pueden reducir a la mitad si la velocidad media de los peatones es menor de un metro por segundo.

Además de la condición de volumen mínimo de peatones, para justificar el semáforo debe haber menos de 60 brechas en la corriente vehicular de tamaño adecuado para poder cruzar, excepto cuando la coordinación de los semáforos agrupa los vehículos en pelotones.

Existen otros requisitos menos importantes.

Condición No. 4: Cruce de escolares. Puede estar justificada la instalación de un semáforo en un cruce de escolares establecido, cuando el número de brechas adecuadas para cruzar en la corriente vehicular, durante el periodo de tiempo en que los escolares usan el cruce es menor que el número de minutos de ese periodo. El tamaño de la muestra depende, entre otras cosas, del número de escolares en los grupos que cruzan.

Condición No. 5: Progreso de pelotones. Cuando se coordinan varios semáforos de una vía a fin de facilitar el progreso de pelotones de vehículos a veces es necesario instalar un semáforo adicional en una intersección donde no hubiera estado justificado por otros motivos, a fin de mantener los vehículos agrupados para tratar de que pasen como pelotones por los semáforos, cuando éstos exhiben la indicación verde.

Condición No. 6: Accidentes que han ocurrido. Los accidentes indican la instalación de semáforos cuando:

a) La aplicación adecuada de remedios menos restrictivos, con vigilancia y cumplimientosatisfactorios no ha podido reducir la frecuencia de los accidentes; y

b) Han ocurrido cinco o más accidentes, de tipos susceptibles de corrección con semáforos,en un período de tiempo de 12 meses y todos los accidentes han causado lesionespersonales o daños a la propiedad que, aparentemente, exceden los requisitos para quese rinda un informe.

c) Existe un volumen de vehículos y peatones no menor del 80 por ciento del requeridoespecíficamente en las condiciones Números. 1, 2 y 3; y

d) La instalación del semáforo no trastornará mucho la coordinación de los demássemáforos

Condición No. 7, Condición de Sistema: La instalación de un semáforo en algunas intersecciones puede estar justificada si favorece la concentración y organización de redes viales. Es aplicable a la intersección de dos vías principales: (1) que tiene un volumen total, existente o esperado o esperado a corto plazo, de por lo menos 1,000 vehículos durante la hora pico de un día entre semana típico y volúmenes de tránsito proyectados para cinco años que cumplen con una o más Condiciones 1, 2, 8, 9 y 11, o (2) tienen un volumen total existente o esperado a corto plazo de por lo menos 1,000 veh/h durante 5 horas los sábados y domingos.

Condición No. 8: Combinación de condiciones: A veces los semáforos están justificados en intersecciones donde no se cumple ninguna de las condiciones anteriores, pero se satisfacen las Condiciones 1 y 2 en un 80 por ciento o más de los valores indicados. Deben probarse adecuadamente otras medidas que causen menos demoras e inconveniencias al tránsito antes de instalar un semáforo al amparo de la satisfacción de esta condición.

Condición 10: Demora durante la hora pico. Esta condición justifica la instalación de un

semáforo cuando durante una hora del día se producen demoras exageradas en el acceso de la calle secundaria en un día entre semana representativo.

Existen también las Condiciones 9 y 11, pero, se refieren a gráficos cuya presentación esta fuera del alcance de estos elementos. Pueden verse en las páginas 4C- 7 a 4C-12 del MUTCD (FHWA, 1988).

INTERSECCIONES SEMAFORIZADAS7

Las intersecciones semaforizadas constituyen unos de los componentes más complejos de un sistema vial. Para analizarlas hay que tener en cuenta una amplia' variedad de variables tales como la intensidad y distribución de los movimientos vehiculares, la composición del tránsito, las características geométricas de la vía y los detalles de la aplicación de los semáforos.

Intervalos de entrada a una intersección semaforizada

En los accesos de estas intersecciones se forman colas de vehículos cuando el semáforo exhibe su indicación roja. La Figura 20 muestra una cola de vehículos esperando la luz verde del semáforo. Tan pronto como el semáforo exhibe la esperada indicación verde, la cola se empieza a poner en movimiento y los vehículos van entrando en la intersección. Consideramos que un vehículo ha entrado en una intersección cuando su extremo trasero llega a la línea de detención. Al tiempo que transcurre entre la entrada de un vehículo y la del siguiente lo llamamos intervalo de entrada del vehículo de detrás.

El intervalo de entrada del primer vehículo es el tiempo que media entre el momento en que el semáforo exhibe la indicación verde y el instante en que la parte trasera del vehículo pasa sobre la línea de detención. Es realmente el paso del vehículo, a una velocidad muy baja, más el tiempo de reacción del conductor que puede ser relativamente largo. El segundo vehículo de la cola sigue un proceso similar y aunque el intervalo

Comprende también la brecha, resulta generalmente más corto que el primer intervalo porque la reacción del conductor y parte de la aceleración del vehículo ocurren durante el primer intervalo. También el segundo vehículo tiene mayor distancia para acelerar y desarrolla mayor velocidad. Los Vehículos suqesivos, que tienen aún mayor distancia para acelerar, van aumentando más su velocidad en el acceso a la intersección, pero luego disminuyen su aceleración hasta que alcanzan la velocidad de marcha normal de media cuadra. A medida que los vehículos van acercándose a esa velocidad en la línea de detención, sus intervalos van disminuyendo. Cuando alcanzan allí la velocidad de marcha normal de media cuadra, sus intervalos medios tienden a estabilizarse.

La Figura 21 muestra cuatro series de intervalos de entrada a intersecciones semaforizadas observadas por varios investigadores en distintos lugares de los Estados Unidos, desde 1946 hasta 1975. En casi 30 años no se notaron diferencias substanciales entre esas series de intervalos.

En la Figura 21, el último vehículo de la cola se designa por n, y se indica por la letra Nía posición a partir de la que los intervalos de medios de entrada se consideran constantes. Esos intervalos se suelen llamar intervalos de saturación. El volumen que corresponde a esos intervalos se denomina tradicionalmente flujo de saturación. El valor de ese volumen para un intervalo de 2.0 s, según la Ecuación 5, es de 1800 veh/h. Naturalmente, si se expresan intervalo y flujo de saturación en las mismas unidades, uno es el inverso del otro.

Se puede definir el flujo de saturación como el volumen que entraría en una intersección semaforizada, por un carril o acceso, si el semáforo estuviera siempre en verde y los vehículos no parasen. En condiciones ideales, (carriles de 3.65 m, rasante horizontal, ausencia de vehículos pesados, de vehículos estacionados y de movimientos de giro, así como pocos peatones) el flujo de saturación suele estar comprendido entre 1,700 y 2,100 veh/h, lo que equivale a intervalos de saturación de unos 2.1 a 1.7 s.

Cada vez que la corriente vehicular se detiene y arranca de nuevo los intervalos de entrada de los primeros N vehículos de la Figura 20 son mayores que el intervalo de saturación. A la suma de los excesos de esos intervalos sobre el de saturación se llama tiempo perdido por arranque de cola. Ese es el tiempo que tarda vencer la inercia de la cola y ponerla en marcha de nuevo. Su valor para condiciones ideales se encuentra comúnmente entre 1.5 y 4.0 s en los Estados Unidos.

También durante las detenciones de una corriente vehicular en una intersección semaforizada ocurre otra pérdida de tiempo, que es el tiempo que transcurre desde que entra en la intersección el último vehículo de una corriente que pueda entrar en conflicto con la corriente considerada y el comienzo del tiempo de verde para esta corriente. Se llama tiempo perdido por despeje y es una holgura que se establece

por razones de seguridad, durante la cual no debe circular ningún vehículo por la intersección. Su valor también se suele encontrar entre 1.5 y 4.0 s en los Estados Unidos.

Variables funcionales de los semáforos

A continuación se presentan las definiciones que da el Manual de Capacidad Vial Norteamericano (HCM), agregando su nombres en inglés para facultar la consulta de la edición en este idioma del HCM.

• Movimiento direccional (traffic movément) - Circulación de vehículos que siguen unadirección determinada (a la izquierda, de frente o a la derecha).*

• Indicación (indication) - Lo que exhibe el semáforo (luz roja, amarilla o verde, flechas,etc.) para autorizar o prohibir uno o más movimientos. *

• Ciclo (cyclé) - Secuencia completa de indicaciones.

• Duración del ciclo (cycle length) - El tiempo total que tarda completar un ciclo, que seexpresa en segundos (s) y se identifica por el símbolo C (mayúscula).

• Intervalo (interval) - Periodo de tiempo durante el cual todas las indicacionespermanecen constantes [no debe confundirse con el intervalo entre vehículos].

• Fase (phasé) - Parte del ciclo, asignada a cualquier combinación de movimientosdireccionales que reciben simultáneamente el derecho de paso durante uno o másintervalos.

• Entreverde (change interval) - Los intervalos "amarillo" (yellow) y "rojo rojo" (all red)que se usan entre los intervalos que indican avances y detenciones, para favorecer eldespeje de la intersección antes de que puedan ocurrir conflictos entre movimientos queutilizan un mismo espacio. Se miden en segundos y se identifican por el símbolo Y.

• Desfase (offset) En un sistema de semáforos, es la diferencia de tiempo entre elcomienzo de una fase en un semáforo y el inicio de la fase correspondiente en otro, realo imaginario, que se toma como referencia.*

• Tiempo de verde (green time) - El tiempo dentro de una fase cuando se exhibe laindicación verde, que se expresa en segundos y se identifica con el símbolo G¿(mayúscula) para la fase ¿.

• Tiempo perdido (lost time) - El que no se usa en forma efectiva por ningún movimiento,

y ocurre durante el cambio de intervalos (cuando la intersección se despeja) y alprincipio de cada fase, cuando los primeros vehículos de la cola de espera experimentandemoras por arranque de cola. Se identifica por el símbolo L.

• Tiempo de verde efectivo (effective green time) - El que se aprovecha por los movimientosque se permiten en una fase dada. Se suele tomar como el tiempo de verde más elentreverde y menos el tiempo perdido para la fase considerada. Se expresa en segundosy se identifica por el símbolo gi (minúscula) para la fase i.

• Razón de verde efectiva (effective green ratio) - La relación entre el tiempo de verdeefectivo y la duración del ciclo. Se identifica por el símbolo gi IC, para la fase i.

La Figura 22 muestra la relación entre ciclo, fases e intervalos en un semáforo de dos fases.

Tipos de semáforos

Los semáforos pueden funcionar en tres modos básicos según el tipo de equipo de control que se use, como se expresa a continuación:

Semáforos de tiempos fijosEn ellos se fijan previamente las duraciones del ciclo y los intervalos, que permanecen constantes. Pueden establecerse distintas combinaciones de ciclos e intervalos para aplicarlas automáticamente a diferentes horas del día. Este tipo de semáforo puede utilizarse en intersecciones aisladas o como parte de un sistema coordinado de semáforos.

Semáforos semiaccionados por el tránsito

Estos se acostumbran a usar en intersecciones de una v ía preferente con otra subordinada. La indicación verde se exhibe permanentemente para los accesos de la vía preferente, hasta que detectores en los accesos de la subordinada determinan que ha llegado uno o más vehículos. Después de un entreverde, el semáforo cambia la indicación verde para la vía subordinada, que se mantiene hasta que todos los vehículos que llegaron fueron servidos, o hasta que la duración de la indicación verde alcanza un máximo establecido. La duración del ciclo y los intervalos puede cambiar constantemente respondiendo a la demanda.

Estos semáforos se pueden usar en intersecciones aisladas o coordinadas. En el primer tipo de intersecciones es donde resultan más efectivos, pues si se coordinan con otros semáforos la duración de su ciclo no puede ser variable y ésa y otras condiciones de la coordinación limitan la flexibilidad del semáforo para responder a la demanda de la vía subordinada excepto a bajos volúmenes.

Semáforos accionados por el tránsito

Aquí todas las fases del semáforo se regulan por las actuaciones en los detectores. Se suelen especificar duraciones máximas y mínimas de los intervalos verdes para cada fase, así como el orden de las fases. De este modo, la duración de ciclos e intervalos pueden variar considerablemente de acuerdo con la demanda y aun ciertas fases pueden omitirse si no hay demanda para ellas. Estos semáforos resultan muy efectivos en intersecciones aisladas, pero tampoco se adaptan muy bien a la coordinación, aunque se usan en sistemas coordinados.

Cuando los semáforos son controlados por computadora, ésta puede usarse para seleccionar, de acuerdo con la demanda detectada, programas para semáforos calculados previamente, o bien, calcular en tiempo real esos programas para adaptarlos mejor a la demanda.

Tratamiento de los movimientos de giro

Es importante la forma en que el semáforo regula los movimientos de giro en la secuencia de las fases, distinguiendo entre movimientos protegidos, permitidos, y sin oposición.

Giros permitidos [con oposición]

Son los que se permiten cuando hay conflictos con movimientos vehiculares o peatonales, tales como las vueltas a la izquierda en oposición de movimientos de frente opuestos, o las vueltas a la derecha a través de un paso de peatones con derecho a cruzar.

Giros protegidos

Son los que se hacen sin conflicto alguno. Ejemplos de ellos son las vueltas a izquierda o derecha efectuadas durante una fase exclusiva que no permite movimientos vehiculares o peatonales que entren en conflicto con los giros. De este modo un giro protegido necesita menos tiempo de verde que uno permitido equivalente.

A veces, debido a la naturaleza de la intersección, hay movimientos de giro que no entran en conflicto con ningún otro movimiento, y se denominan giros sin, oposición. Esto sucede en vías con circulación en un solo sentido, intersecciones en T y cuando hay semáforos que separan por completo todos los movimientos que corresponden a cada sentido del tránsito. Estos movimientos pueden compartir carriles .sin que ocurran conflictos.

También se usan dentro de una misma fase un movimiento a la izquierda primero permitido y luego protegido, o viceversa. La Figura 23 presenta un ejemplo de este tipo de programación de fases-. Aquí las vueltas a izquierda están protegidas hacia el Este en la Fase la y hacia el Oeste en la Fase le, mientras que ambas se permiten (sin protección) durante la Fase Ib.

La Figura 24 muestra planes de dos, tres y cuatro fases

En la Figura 24, la protección de las vueltas a izquierda es la razón principal para tener fases adicionales. Las fases exclusivas para vueltas a izquierda que protegen movimientos a la izquierda opuestos son más eficientes cuando los volúmenes de giros a la izquierda son casi iguales. Cuando esos volúmenes son,desiguales o cuando sólo hay que proteger un solo movimiento otros planes de fases resultan más

eficaces.

Cuando hay que proteger movimientos a la izquierda en las dos calles que se cruzan hay que usar cuatro fases como se muestra en la Figura 24 (d). Las vueltas izquierdas pueden permitirse sin protección en las fases para movimientos de frente. Lo que se conoce como "fases verdes adelantadas y atrasadas" aparece en la Figura 24(c). Este tipo de fases es muy flexible porque cuando se necesita proteger a un movimiento de vuelta a izquierda se suprime la verde adelantada o atrasada para el movimiento de frente y se cambian las duraciones de las fases, si es posible.

Capacidad y nivel de servicio

Fundamento del método del HCM

Como sucede con otros elementos de un sistema vial, los conceptos de capacidad y nivel de servicio son de suma importancia en el análisis de intersecciones semaforizadas. No obstante, la relación entre esos conceptos no es tan estrecha en este elemento como lo es en otros, donde un mismo análisis determina capacidad y nivel de servicio. En intersecciones semaforizadas el Manual de capacidad vial norteamericano (HCM) (Transportation Research Board, 1997) analiza uno y otro aspecto por independientemente y tiene en cuenta a cuenta a ambos para evaluar la eficiencia total de la intersección.

El HCM calcula por separado una capacidad para cada grupo de carriles (lañe group) de acceso a la intersección. El grupo de carriles se define como uno o más carriles de circulación con una sola línea de detención y cuya capacidad la comparten todos los vehículos que circulan por el carril o carriles. Se determinan principalmente por el movimiento direccional que sirven. De este modo, un carril exclusivo para vueltas a izquierda constituye un grupo, pero si se trata de un carril izquierdo en el que van mezclados vehículos que giran a izquierda y otros que siguen de frente, y estos últimos predominan, el carril izquierdo se puede agrupar con otro u otros que sirven exclusiva o predominantemente vehículos que siguen de frente. La Figura 25 presenta algunos ejemplos de agrupación típica de carriles.

Si se conoce el flujo de saturación para un grupo de carriles, lógicamente la capacidad de ese grupo será el producto del de ese flujo por la relación entre el tiempo de verde efectivo que recibe ese grupo y la duración total del ciclo. Para un ciclo de duración C, la capacidad, cil, para un grupo de carriles ii, que recibe la indicación verde de la fase i con verde efectivo gi, será:

c il=Sil ×giC

Obsérvese que la capacidad es c (minúscula) mientras que el ciclo es C (mayúscula).

Esta es una medida de la utilización de la capacidad. Al grupo de carriles ij regulados por la fase i que tenga mayor relación v/c le llama el HCM grupo de carriles críticos (critical lañe group) y es el donde tiene lugar la máxima utilización de la capacidad correspondiente a la fase i del semáforo. /

Si sustituimos el valor de c¿/ dado por la Ecuación 10 en el Ecuación 11 tenemos:

(12)

Ya que la relación C/gi es constante para la fase i el grupo de carriles crítico j, de esa fase será el que tenga la mayor relación v/s. El HCM utiliza la relación v/s, a la que llama razón de flujos ( flow ratio) para identificar el grupo de carriles crítico.

El nivel de servicio se basa en la demora por control media (average control delay) de todos los vehículos que realizan los distintos movimientos que circulan por la intersección. Esta demora comprende el tiempo de detención, las demoras por aceleración y deceleración, y el tiempo que se pierde al tener que avanzar lentamente en una cola intermitente; todo eso causado por el semáforo. Aunque la relación v/c afecta la demora por control, hay otros parámetros que tienen mayor influencia tales como la calidad de la coordinación entre los semáforos, la duración de las fases verdes, la duración del ciclo y otras. De este modo, para cada relación v/c puede haber una gran variedad de valores de la demora por control y viceversa. La Tabla 8 presenta los límites de los niveles de servicio utilizando la demora por control.

Tabla 8

Escala de niveles de servicio para intersecciones

semaforizadas

Nivel de servicio Demora por control (s)

A <10

B >10y<20

C >20 y <35

D >35y<56

E >55 y <80

F .- >80

Procedimiento del HCM para estimar la capacidad

1. Se identifican los grupos de carriles y se estiman los valores del pico horario (periodo de 15 minutos de máxima demanda) para cada movimiento (vuelta a izquierda, de frente y vuelta derecha) de ellos.

2. 2. Se estima el flujo de saturación para las condiciones estudiadas y para cada grupo de carriles partiendo de un flujo de saturación ideal (anchura de carril de 3.60 m, sólo vehículos livianos, pendiente 0%, sin maniobras de estacionamiento, sin maniobras de autobuses, sin giros) al cual se le aplican factores de ajuste menores de la unidad que toman en cuenta las condiciones existentes, en la forma que indica la Ecuación 13.:

S = So*N*fw*fHV*fg*fp*fbb*fRT*fRL (13)

Donde*

S: flujo de saturación estimada del grupo (veh/h de verde)S0: flujo de saturación ideal = 2,100 (veh/h de verde)N número de carriles del grupo fw: factor de ajuste por anchura de carrilÍHV: factor de ajuste por vehículos pesadosfg: factor de ajuste por pendientefp: factor de ajuste por maniobras de estacionamientofU: factor de ajuste por maniobras de autobusesÍRT: factor de ajuste por vueltas a la derechaÍRL: factor de ajuste por vueltas a la izquierda3. Para cada grupo de carriles, con los valores del (1) volumen del pico horario, (2) delflujo de saturación para las condiciones estudiadas, (3) de la duración de su fase verdey (4) del ciclo, se calculan (1) la razón de f lujos, (2) la capacidad y (3) la relaciónvolumen/capacidad. Se determina cuáles son los grupos de carriles críticos.

Procedimiento del HCM para estimar el nivel de servicio

Como se ha dicho, el parámetro para estimar el nivel de servicio es la demora por control que se calcula mediante complicadas relaciones semiempíricas basadas en las siguientes variables: (1) coordinación entre los semáforos, (2) duración del ciclo, (3) tiempo de verde, (4 ) relación v/c y (5) capacidad del grupo de carriles de que se trate. No existe una relación muy estrecha entre la capacidad y el nivel de servicio, pues hay variables que no afectan igualmente a ambos.

En general, como los tiempos perdidos no dependen de la duración del ciclo, un ciclo muy largo puede favorecer la capacidad porque esos tiempos representarían una proporción menor del tiempo total. Sin embargo, un ciclo largo puede aumentar las demoras si la mayoría de los vehículos llegan al principio del ciclo. También, la coordinación entre semáforos (que no se tiene en cuenta al estimar la capacidad) puede ejercer un efecto muy grande en la demora, porque si la mayoría de los vehículos llegan al semáforo durante la fase roja su demora sea mayor que si llegan durante la verde.

De este modo, a veces corresponden demoras pequeñas cuando el grupo de carriles está saturado (relación v/c cerca de la unidad) y viceversa

Proyecto de un semáforo

Generalidades

Esta es un proceso complejo que requiere tres tareas principales de acuerdo con el HCM (Transportation Research Board, 1998, p. 9-98 a 9-103).

1. Tipo de semáforo que se va a usar: de tiempos fijos, semiaccionado o accionado por eltránsito, controlado por computadora; aislado o coordinado con otros semáforos.

2. Plan de fases: El HDM recomienda que siempre que se pueda se usen solamente

dosfases, pues mientras más fases haya más tiempo se perderá en arranques de colas ydespejes de intersección. Sin embargo, la necesidad de proteger vueltas a la izquierdao a la derecha requieren fases adicionales. Si hay más de dos fases también se decideaquí el orden en que se van a activar las fases.

3. Cálculo de los tiempos de semáforos: Este cálculo comprende la determinación de laduración del ciclo, si el semáforo es aislado y de su desfase con respecto a otrossemáforos, si va a estar coordinado con ellos. En un caso o en el otro hay quedeterminar la duración de las fases y de los intervalos dentro de éstas.

Cálculo de tiempos para semáforos de tiempos fijos

El HDM considera que hay tres estrategias básicas para el cálculo de los tiempos de estos semáforos de acuerdo a como se adjudica la duración del ciclo entre las distintas fases:

1. Igualar las relaciones v/c o utilización de la capacidad para los grupos de carrilescríticos. Esta es la estrategia más sencilla porque no requiere iteraciones, y la únicaque se va a describir.

2. Minimizar la suma de las demoras de todos los vehículos que usan la intersección. Aveces se minimizan también las demoras en combinación con el número de detencionesy el consumo de combustible.

3. Equilibrar el nivel de servicio para todos los grupos de carriles críticos. Esta es unaestrategia más equitativa porque en las otras se tiende a producir mayores demoraspara los movimientos direccionales que sigue un menor número de vehículos.

Los tiempos de entreveróle (intervalos amarillo y rojo-rojo) se suelen calcular determinando el tiempo que necesitaría un conductor medio para atravesar toda la intersección a la velocidad normal de marcha, suponiendo que se termina de pronto el intervalo verde y no tiene tiempo de frenar con seguridad (condición extrema).

Igualación de la utilización de la capacidad v/c

Vamos a suponer el caso más sencillo en que la duración del ciclo C, es fija, porque el semáforo está coordinado con otros, y tiene solamente dos fases. Por la Ecuación 12 , la utilización de la capacidad, v/c o X esta dada, para el grupo de carriles críticos de cada fase por

X1=( v1

s1)×( C

g1) y X2=( v2

s2)×( C

g2)

donde: vi y vs = volúmenesSi y ss = flujos de saturacióngi y gs = duraciones de las de la fases verdes efectivas

Si igualamos la utilización de la capacidad de ambos grupos de carriles críticos, Xi = Xz, , entonces resulta la ecuación siguiente:

( v1

s1)×( C

g1)=( v2

s2)×( C

g2)

La suma de las fases verde efectivas tiene que ser igual a la duración del ciclo, C, menos el total de los tiempos perdidos, L, por lo tanto:

g2=(C−L )−g1 (15)

Sustituyendo en la Ecuación 14 g2 por el valor dado en la Ecuación 15 y despejando gi tenemos:

g1=v1 S2 (C−L )v1 S2+v2 S1

(16)

EJEMPLO:

Supongamos que se ha fijado la duración del ciclo de un semáforo de' tiempos fijos y dosfases en 60 s, que los entreverdes son de 4 s y los tiempos perdidos también de 4 s. Elvolumen de demanda y el flujos de saturación para el grupo de carriles No, 1 sonrespectivamente de 675 y 1,500 veh/h y para el grupo No. 2 de 490 y 1400 veh/h. Queremoscalcular las duraciones de las fases verdes gi y g2.

Aplicando las Ecuaciones 16 y 15 se tiene que gi = 29.2 s y g2 = 22.8 s. Esos son los tiempos de verde efectivos, pero como los entreverdes son iguales a los tiempos pedidos, los valores calculados son también los tiempos de verde reales. Por la Ecuación 12, la utilización de la capacidad Xi-X2 = 0.92; es decir, que hay una pequeña holgura antes de alcanzar la congestión.

Si el ciclo adoptado hubiera sido de 40 s, los tiempos de verde habr ían sido de 18 y 14 s respectivamente y la utilización de la capacidad hubiera sido completa, es decir, 1.0 y teóricamente se estaría a un paso de la congestión.

Coordinación de semáforos

En vías urbanas, y especialmente en arterias es muy importante que los semáforos se puedan coordinar, especialmente en las arterias, para tratar de reducir las paradas de los vehículos y las demoras resultantes. Para que un par de semáforos de tiempos fijosestuvieran idealmente coordinado, el desfase entre ellos (tiempo que media entre el comienzo de sus ciclos de igual duración) debía ser igual al tiempo de marcha deseado entre ellos, menos el tiempo en que se pone en marcha la cola formada por los vehículos que voltearon de la calle transversal corriente arriba durante la fase roja. Entonces se genera lo que algunos llaman una "onda verde", cuya velocidad, llamada velocidad de progresión debía estar cerca de la máxima velocidad segura por la vía.

Esto es relativamente fácil de conseguir en una vía de sentido único que tenga prioridadsobre las vías transversales. Ahora bien, si se quiere proporcionar "progresión" en ambossentidos ya no es tan fácil, y mucho menos si también se quieren coordinar los semáforosde las vías transversales.

Los ingenieros de tránsito, tradicionalmente han estado empleando los llamados diagramas de tiempo-espacio en su lucha por coordinar semáforos en una red urbana, pero ahora es mucho más fácil acercarse a la máxima coordinación" posible utilizando procedimientos de optimización que se ejecutan mediante programas informáticos y que tratan de minimizar demoras, número de paradas y otras molestas variables.

Todo eso es aplicable cuando no se ha desencadenado la congestión. Si ésta hace su aparición en una red urbana, no hay "onda verde" que valga y lo único que se puede hacer es tratar de mitigarla combatiendo los reboses de colas y aplicando otros paliativos.

MEDIDAS CONSTRUCTIVAS PARA MEJORAR EL TRANSITO

No hay duda que la mayoría de los problemas del tránsito se deben a deficiencias en las vías. La súbita aparición del vehículo automotor y su vertiginoso desarrollo encontró caminos y calles que no estaban preparados para recibir al ruidoso y veloz visitante, que pronto se enseñoreó de ellos, y el desequilibrio entre vehículo y vía se manifestó en forma de accidentes y congestión.

No es tarea fácil remediar ese desequilibrio. En primer lugar porque es materialmente imposible adaptar todas las vías que existen en el mundo a los requisitos del creciente tránsito moderno, pues si bien es difícil modernizar el trazado y otras características de los caminos rurales, la rígida estructura de las vías urbanas bordeada de edificios es un obstáculo formidable que se opone a cualquier obra de ensanche y mejoramiento de la movilidad del tránsito automotor.

El hecho es que la demanda de tránsito aumenta más rápidamente que la oferta vial, y lo peor es que un aumento de esa oferta estimula un aumento de la demanda. No es raro que cuando se mejore una vía congestionada, la usen muchos que utilizaban otras vías y se vuelva a congestionar. Por eso se dice que la profesión del ingeniero de tránsito es muy ingrata, porque mientras mejor hace su

trabajo peores son los resultados que logra.

Características geométricas adecuadas de las vías urbanas

Construir nuevas vías con características adecuadas con respecto al tránsito que se espera circule por ellas ayuda algo a resolver los problemas del tránsito. Generalmente el ingeniero de tránsito no proyecta las nuevas vías, pero generalmente colabora con el proyectista o debe aprobar las características relativas al tránsito de un proyecto vial. Son muchas las características que 'conciernen al ingeniero de tránsito, pero aquí solo mencionaremos normas relativas al ancho de los carriles y al espacio que se debe proporcionar para que los vehículos puedan maniobrar eficazmente.

El llamado "Libro Verde" de la 'American Association of State Highway and Transportation Officials"(AASHTO) (1995, pp. 431,432,474,515,557) sugiere que se proyecten los anchos de carril que exponemos en la Tabla 9.

Tabla 9Anchos de carriles para calles sugeridos por la AASHTO en metros*

Tipo de carril Vías rápidas

Arterias Calles colectoras Calles localesResidencias Industrias Residencias

De circulación 3.6 De estacionamiento

3.0 - 3.6 3.0**

3.0-3.6 3.3-3.6 2.1-3.0 2.4-3.0

2.7-3.3 3.3-3.6 >2.1 >2.7

*Los valores mayores son los recomendados **Si se usan también para la circulación

Vehículos de proyecto

Las características geométricas de las vías deben estar relacionadas con los atributos de la mayoría de los vehículos que circulan por ellas para que éstos puedan maniobrar eficazmente. Pero como es tan amplia la variedad de vehículos que existe, para proyectar esas vías deben usarse ciertos vehículos representativos que excedan en tamaño y limitaciones de operación a la mayoría de los de su clase.

Entre los atributos de los vehículos que influyen en el proyecto de las vías (y luego en su funcionamiento) están sus dimensiones, radios de giros y salientes, altura de los ojos del conductor, relación peso/potencia, efectividad de frenado, etc. El alineamiento horizontal de las vías tiene que tener en cuenta no solamente el radio de giro de los vehículos, sino del hecho que al girar, sus ruedas delanteras describen un círculo de radio mayor que el de las traseras, por lo que el vehículo ocupa más ancho de calzada que si avanzara en línea recta. Ese ancho adicional es mayor en los vehículos pesados. En estos vehículos también es importante conocer lo que sobresale la carrocería más allá de las huellas del vehículo.

La AASHTO ha establecido 15 tipos fundamentales de vehículos de proyecto que comprenden automóviles, autobuses rígidos y articulados, camiones rígidos, camiones combinados de distintos tipos y dimensiones, y vehículos recreativos. Los más comunes son el vehículo "P" que representa los automóviles, el "SU" los camiones rígidos y autobuses pequeños. La Figura 25 muestra las dimensiones en planta y trayectorias de giro de estos vehículos de diseño, indicando radios de giro, y

los recorridos del saliente frontal izquierdo y la rueda trasera derecha

Medidas constructivas en intersecciones

La solución de los problemas de circulación en las intersecciones es uno de los objetivos fundamentales de la ingeniería de tránsito. Los conflictos que ocurren entre distintas corrientes vehiculares que deben compartir una misma área de vía causan demoras al tránsito, Limitan la capacidad de las vías y provocan accidentes. En vías urbanas, como la mitad de los accidentes ocurren en intersecciones y la capacidad de estas últimas gobiernan la capacidad de las calles para conducir el tránsito.

Como se ha visto, las relaciones entre corrientes vehiculares son: cruce, confluencia, separación y entrecruce. De éstas, las que producen conflictos más peligrosos y causantes de mayores demora son los cruces.

Soluciones generales para evitar conflictos de cruces

Para que un vehículo que no tiene prioridad de paso pueda cruzar una corriente vehicular necesita que ocurra una brecha igual al tiempo necesario para cruzar la corriente más cierta holgura por razones de seguridad. Las brechas mínimas para cruzar suelen ser de cinco a ocho segundos según la distancia que se debe recorrer para cruzar y si se ha detenido el vehículo o no. Cuando el vehículo deba atravesar una vía con gran volumen de tránsito y varios carriles de circulación será muy pequeña la probabilidad de que ocurran simultáneamente brechas aceptables en todas las filas de vehículos que circulan por esa vía. En este caso las demoras puedan ser considerables y la situación puede ser peligrosa si el conductor, desesperado por una demora excesiva, se lanza a cruzar sin esperar brechas seguras.

La Figura 26 muestra tres soluciones generales para evitar los conflictos de cruce:

1. Separación en tiempo del paso de los vehículos. Esto es la misión fundamentalde los semáforos.

2. Conversión del cruce en entrecruzamiento. Para ello es necesario que ladiferencia entre las velocidades de los vehículos que se crucen sean bajas. Deesta manera las confluencias y separaciones de las corrientes se realizanfácilmente si los volúmenes no son demasiado grandes, pues (1) las confluenciaspueden realizar usando brechas de unos dos segundos si el vehículo que confluyeno para (cerca de seis segundos si para), (2) sólo necesita la brecha en una fila devehículos, y (3) puede ajustar su velocidad para insertarse en una brechaaceptable. Esta conversión se realiza principalmente con la construcción deglorietas, que estaban muy en boga hace muchos años, y luego cayeron endesgracia cuando se congestionaban con volúmenes superiores a'los que podíanmanejar. Recientemente, xm nuevo tipo de glorieta de origen inglés, que sesupone que es más eficiente que las antiguas, está ganando de nuevo aceptación.

3. Separación en espacio del paso de los vehículos. Esto se logra con pasos adesnivel, superiores o inferiores.

La Figura 27 presenta un ejemplo común en la vida real de las tres soluciones. Una glorieta de siete accesos se ha construido para convertir cruces en entrecruces, pero al aumentar la demanda de tránsito se congestionaba frecuentemente y se sustrajeron los volúmenes de la vía más importante mediante pasos a desnivel. Luego, al seguir aumentando la demanda de tránsito volvió a congestionarse con frecuencia y hubo que instalar semáforos en sus accesos. Ya no funciona como glorieta.

Canalizaciones

Se llama canalización al encauzamiento de corrientes vehiculares por medio de

obstáculos fijos para que sigan trayectorias definidas y esperadas. La canalización se consigue principalmente empleando isletos. Estas son superficies prohibidas a la circulación, que sirven también de refugio a peatones.

Las isletas pueden ser (1) pintadas en el pavimento, (2) formadas con botones, semiesferas u otros elementos adheridos al pavimento y (3) levantadas del pavimento y con guarniciones en todo su perímetro.La forma más sencilla de canalización es proporcionar una calzada separada para vueltas a derecha, a fin de separar algo los conflictos entre vehículos que voltean, los que van detrás de ellos y los que circulan por la calle transversal. También ofrecen un refugio al vehículo mientras no llega una brecha adecuada para insertarse en la corriente transversal, y permiten dar peralte a la calzada añadida, de manera que el vehículo pueda voltear a mayor velocidad. Véase la Figura 28.

Figura 28 Intersecciones con calzadas independientes para todas las vueltas a derecha.

También se usan las canalizaciones para reducir áreas de conflictos sumamente grandes que causarían confusión a los conductores y maniobras peligrosas. A veces la canalización puede concentrar muchos conflictos en lugares en que el tránsito pueda ser dirigido por un semáforo. La Figura 28 muestra un ejemplo de canalización que favorece la concentración de conflictos en la que se puede usar un semáforo para regular el tránsito en el punto donde se cortan los giros a izquierda..

Carriles de vuelta a la izquierda

Son las porciones de la calzada que se reservan para que los vehículos que vayan a efectuar giros a la izquierda puedan esperar la oportunidad para hacer esa maniobra sin estorbar al resto del tránsito. Se pueden delinear simplemente con marcas en el pavimento, como se muestra en la Figura 18, pero estos carriles funcionan más eficazmente cuando están ubicados en un camellón central.

Figura 29 Ejemplo de canalización que favorece la concentración de conflictos.

Estos carriles componen de (1) una transición de longitud necesaria para que la calzada se ensanche gradualmente hasta incluir el carril adicional, que suele ser de 30 a 50 m, según el ancho del carril y la velocidad imperante en la vía; (2) de una zona para albergar los vehículos que esperan, cuya longitud depende del número de vehículos que se pueden acumular. Conociendo la demanda por giros a la izquierda, el número de vehículos que puede voltear por hora y la distribución de 'estas dos variables a lo largo del tiempo, es posible calcular estadísticamente el largo que debe tener la zona de albergue, para que exista una probabilidad, digamos, de 0.95, que la cola de vehículos no rebose el canil adicional y obstruya el carril adyacente. Esta longitud es sumamente variable y puede ir de menos de 10 m a más de 75 m. Véase un ejemplo de estos carriles en la Figura 30.

Figura 30 Carril de vuelta a la izquierda insertado en un camellón central.

Carriles de aceleración y deceleración

Se llaman así a las porciones adicionales de calzada que tienen por objeto brindar un espacio adecuado para que los vehículos puedan acelerar para incorporarse a una corriente vehicular que circula a mayor velocidad que la que ellos traen, o decelerar gradualmente para entrar en un tramo de vía que requiera menor velocidad. Se suelen usar entre la calzada principal de vías rápidas y ramales de enlace con curvas fuerte, pero también se emplean en accesos a arterias urbanas de velocidad relativamente alta. Véase la Figura 31.

LONGITUD DEL CARRIL DE VUELTA A IZQUIERDA

El canil A es el que se usa cuando la deceleración es substancial, pero debe hacerse notar dotándolo de un pavimento de distinto color o por otros medios; el carril B, llamado direccional sigue la trayectoria natural de los vehículos, pero sólo debe usarse cuando la deceleración necesaria es pequeña; el carril C es, a nuestro juicio, el que se debe usar siempre, haciendo la longitud del carril completo proporcional a la magnitud de la aceleración. No creemos que el carril D sea apropiado, ni aún para aceleraciones bajas, porque es posible que el que acelera no pueda ver bien los vehículos que vengan por el carril de la derecha de la calzada principal, cuando está muy cerca de esa calzada, ni por el espejo retrovisor, ni volteando la cabeza.

Obstáculos en el pavimento para mejorar la seguridad

Vibradores

Son porciones de calzadas de concreto con ondulaciones pequeñas construidas transversalmente al eje de la vía y sin sobresalir de la superficie de rodadura. Se usan para producir una vibración y ruido cuando se pasa por ellos, a fin de advertir al conductor la presencia de un peligro, de un dispositivo para regular el tránsito, o en general, cualquier circunstancia que requiera su plena atención.

Se suelen usar (1) a la entrada de poblaciones, (2) en la proximidad de curvas peligrosas, (3) cuando se llega a una caseta de pago de cuota, (4) antes de un puente

angosto, (5) al llegar a una señal de "ALTO" o semáforo inesperado, (6) en cruces de ferrocarril, (7) a la entrada de glorietas, (8) antes de un punto de confluencia, etc.

Los vibradores pueden ser continuos o discontinuos. Estos últimos llaman mejor la atención por su efecto intermitente y se recomiendan para los lugares donde exista peligro. En la Figura 32 puede verse un corte transversal de un vibrador.

Topes y ondulaciones

Se llama así a las protuberancias que se construyen en las calzadas de las vías para regular físicamente la marcha de los vehículos. Su uso está restringido generalmente a las calles locales de tipo residencial donde la velocidad media no pasa de 40 km/h y donde no transitan frecuentemente ni autobuses ni vehículos de emergencia..

Loa topes son altos y angostos, y caben entre las ruedas de los vehículos. Son de perfil de curva circular con anchura comprendida entre 15 cm y 1.0 m, y altura de 5 a 15 cm. Los de dimensiones mayores se usan para obligar a parar a los vehículos.

Las ondulaciones son bajas y anchas, y su anchura excede comúnmente la distancia entre eje de los automóviles. Son de perfil de curva parabólica o circular. Su

anchura es generalmente de alrededor de 3.5 a 4.0 m y su altura de 7 a 10 cm. Se usan para reducir la velocidad de los vehículos en un punto de la vía, o en un tramo si se construyen una serie de ondulaciones a intervalos.

Tanto los topes como las ondulaciones deben hacerse bien visibles pintándolos con pintura reflectante de colores claros, pues de otro modo pueden causar daños a los vehículos y provocar accidentes. En la Figura 33 se comparan los perfiles de un tope y una ondulación.

Moderación del tránsito

Las dos metas que busca tradicionalmente el ingeniero de tránsito es mejorar la seguridad y la movilidad en las vías. No obstante, en años recientes ha cundido una preocupación por moderar o calmar el tránsito en calles residenciales, es decir, reducir la velocidad o movilidad en esas calles. Esa reacción ha sido provocada en parte por la creciente congestión en las arterias, que ha causado que muchos conductores usen atajos por calles residenciales en las horas pico. Ese tránsito extraño y rápido molesta a los residentes y puede causar accidentes inesperados.

Los medios que se emplean para moderar el tránsito son "constructivos", y comprenden, naturalmente, topes y ondulaciones, así como otros obstáculos que se van inventando, tales como miniglorietas que obligan a contornear despacio isletas centrales de radios diminutos, reducción artificial del ancho de calzadas, obstáculos colocados a un lado y otro de las calzadas para obligar a los vehículos a seguir trayectorias onduladas y muchas otras invenciones igualmente diabólicas.

A estas medidas para disminuir la movilidad se unen otras para reducir la accesibilidad convirtiendo muchas calles en callejones sin salida o haciendo la travesía por barrios residenciales tan laberíntica que los que no viven en ellos no se atreven a entrar allí por temor a perderse. Mientras tanto, en casi todas partes del mundo sigue aumentando el número de vehículos y siguen alargándose los viajes.

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