ESTUDIO SOBRE LA GESTIÓN VARIABLE DE LA VELOCIDAD EN LAS VÍAS DE ACCESO A LAS ÁREAS URBANAS

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1 ESTUDIO SOBRE LA GESTIÓN VARIABLE DE LA VELOCIDAD EN LAS VÍAS DE ACCESO A LAS ÁREAS URBANAS INSTITUTO DEL TRANSPORTE Y TERRITORIO, GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN INGENIERÍA DE CARRETERAS, 2009

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3 ESTUDIO SOBRE LA GESTIÓN VARIABLE DE LA VELOCIDAD EN LAS VÍAS DE ACCESO A LAS ÁREAS URBANAS INSTITUTO DEL TRANSPORTE Y TERRITORIO, GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN INGENIERÍA DE CARRETERAS, 2009

4 Estudio sobre la gestión variable de la velocidad en las vías de acceso a las áreas urbanas Abril de 2009 Cambra Oficial de Comerç, Indústria i Navegació de Barcelona Elaboración de contenidos: Supervisión general Irene González, Cambra Oficial de Comerç, Indústria i Navegació de Barcelona Dirección y Elaboración del informe Alfredo García, Grupo de Investigación en Ingeniería de Carreteras, Instituto del Transporte y Territorio, Departamento de Transportes, Universidad Politécnica de Valencia Supervisión lingüística: Ampersand Traduccions Dirección editorial: Cambra Oficial de Comerç, Indústria i Navegació de Barcelona Diseño gráfico: Cambra Oficial de Comerç, Indústria i Navegació de Barcelona Autoedición y fotocomposición: Anglofort, SA Impresión: Ingoprint, SA ISBN: Depósito legal: B Impreso en papel ecológico de 115 g/m 2

5 Índice 11 PRESENTACIÓN 15 INTRODUCCIÓN PARTE I: ESTADO DEL ARTE EFECTOS DE LA VELOCIDAD Beneficios de la velocidad Problemas asociados a una velocidad inadecuada o excesiva Velocidad y seguridad vial Velocidad y medio ambiente Velocidad y habitabilidad de áreas residenciales o urbanas GESTIÓN DE LA VELOCIDAD Sistemas de gestión de la velocidad Hacia una infraestructura concebida y diseñada para su función de movilidad Funcionalidad de la vía y jerarquización Diseño de vías autoexplicativas Diseño de vías de transición Adaptación de la infraestructura por cambio funcional Dotaciones de equipamiento y señalización coherentes con la movilidad Hacia unos límites de velocidad creíbles y asumibles La velocidad adecuada El exceso de velocidad y sus consecuencias La fijación del límite de velocidad Variables que influyen Sistemas de determinación de los límites de velocidad Una estrategia global Control y vigilancia de la velocidad Hacia unos vehículos que colaboren en la gestión eficiente de la velocidad Nuevas tecnologías de los vehículos Sistemas de colaboración entre vehículos y entre vehículo e infraestructura Hacia unos conductores que compartan una movilidad sostenible Educación y formación Información Incentivos ÍNDICE 3

6 83 3. SISTEMAS DE GESTIÓN DINÁMICA DE LA VELOCIDAD Introducción Principales efectos de los sistemas de velocidad variable Funcionalidad del tráfico: velocidad media, diferenciales de velocidad, capacidad, congestión, intervalos, oscilaciones de la circulación, etc Tiempos de recorrido y demoras de los usuarios Siniestralidad Contaminación atmosférica: emisiones y ruido Consumo de carburantes Transporte público interurbano Transporte de mercancías por carretera Experiencias internacionales Francia Implantaciones y objetivos Resultados obtenidos Suecia Implantaciones y objetivos Resultados obtenidos Finlandia Implantaciones y objetivos Resultados obtenidos Alemania Implantaciones y objetivos Resultados obtenidos Dinamarca Implantaciones y objetivos Resultados obtenidos Países Bajos Implantaciones y objetivos Resultados obtenidos Reino Unido Implantaciones y objetivos Resultados obtenidos Australia Implantaciones y objetivos Resultados obtenidos Estados Unidos Implantaciones y objetivos Resultados obtenidos Valoración global Funcionamiento del sistema Equipamiento tecnológico de la vía Sistema de gestión Control y vigilancia Aplicaciones ITS para el control del vehículo y la asistencia al conductor ISA: Sistemas de adaptación inteligente de la velocidad 4 INFRAESTRUCTURAS ESTUDIO SOBRE LA GESTIÓN VARIABLE DE LA VELOCIDAD EN LAS VÍAS DE ACCESO A LAS ÁREAS URBANAS

7 Funciones básicas de los sistemas ISA Opciones tecnológicas para los sistemas ISA Efecto general esperado de los sistemas ISA Efectos secundarios negativos de los sistemas ISA Otros efectos Pruebas y proyectos recientes y actuales Problemas de implantación de sistemas ISA Otras nuevas tecnologías Investigaciones sobre la eficacia y la eficiencia de los sistemas de gestión variable y dinámica de la velocidad Investigaciones sobre los sistemas de gestión variable y dinámica de la velocidad basadas en tramos experimentales Investigaciones sobre los sistemas de gestión variable y dinámica de la velocidad mediante simuladores de conducción Investigaciones sobre los sistemas de gestión variable y dinámica de la velocidad mediante microsimuladores Investigaciones sobre los sistemas de gestión variable y dinámica de la velocidad mediante macrosimuladores Criterios de eficiencia de los sistemas de limitación variable de la velocidad CONCLUSIONES PARTE I PARTE II: SISTEMA DE VELOCIDAD VARIABLE EN BARCELONA SISTEMAS DE GESTIÓN DINÁMICA DE LA VELOCIDAD Introducción Sistema de velocidad variable en el área de Barcelona Descripción del sistema Zonas de velocidad Sistema de velocidad variable en el área de Barcelona Análisis Zonas de velocidad Sistema de velocidad variable en el área de Barcelona Conclusiones Análisis del equipamiento Análisis del funcionamiento técnico y gestión del tráfico Análisis de la infraestructura viaria Pruebas piloto Conveniencia de realizarlas antes de adoptar una decisión definitiva Diseño y características de estas pruebas Seguimiento Adaptaciones de la infraestructura viaria Mejora de salidas Mejora de entradas Mejora de trenzados ÍNDICE 5

8 Aumento de carriles Arcenes transitables temporalmente Carriles dedicados en calzada compartida Procedimiento de implantación del sistema de velocidad variable Instituciones y entidades que es deseable que colaboren con la Administración Campañas de información y concienciación ciudadana Modificaciones de la infraestructura Control y vigilancia para la observancia de las limitaciones Programación de actuaciones CONCLUSIONES PARTE II 275 CONCLUSIONES GENERALES 287 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 6 INFRAESTRUCTURAS ESTUDIO SOBRE LA GESTIÓN VARIABLE DE LA VELOCIDAD EN LAS VÍAS DE ACCESO A LAS ÁREAS URBANAS

9 Índice de Figuras y Tablas PARTEI:ESTADODELARTE FIGURAS Proporción de accidentes en los que el conductor cometió una infracción relacionada con la velocidad Relación entre la variación (en porcentaje) de la velocidad media y la variaciónrelativa del número de heridos Relación entre velocidad y factor de emisión de NO x en los vehículos más modernos Relación entre velocidad y factor de emisión de PM en los vehículos más modernos Emisiones gaseosas como función de la velocidad Emisiones gaseosas como función de la velocidad Relación entre velocidad y factor de emisión de CO 2 en los vehículos más modernos Relación entre velocidad y factor de consumo de carburante en los vehículos más modernos Relación entre la velocidad y la eficiencia de combustible Relación entre la velocidad media y la eficiencia de combustible INRETS. Arriba: media de 14 vehículos ligeros a velocidad fija en una pista de pruebas. Abajo: 620 vehículos pesados a velocidad fija en una rampa del 6% Influencia de varios parámetros en el ruido emitido por vehículos ligeros Jerarquía simple de las vías Ejemplo de diseño de una vía de transición mediante una puerta Capacidad para una vía de dos carriles sin límite de velocidad y para una vía de tres carriles con límite de velocidad de 100 km/h Esquema del sistema de gestión del tráfico de la M42 con el arcén transitable Paneles direccionales iluminados en curva si la velocidad es inadecuada La señal de limitación de velocidad se ilumina si hay tráfico en la intersección Esquema del sistema COM2REACT El sistema ISA advierte que el límite de velocidad es de 50 km/h Límites genéricos de velocidad en Francia (km/h) Relación entre la velocidad y las emisiones Relación entre la velocidad y el nivel de ruido Relación entre el comportamiento del conductor y el nivel de ruido Relación entre velocidad y consumo de combustible Pancarta utilizada en la A Ubicación del tramo de experimentación Paneles de mensaje variable en la autovía A7 (Francia) Resultados obtenidos de la evaluación del sistema de gestión de velocidad en la A7 100 ÍNDICE DE FIGURAS Y TABLAS 7

10 Esquema del funcionamiento del sistema Los límites de velocidad cambian según las condiciones meteorológicas Ejemplo de regulación de los límites de velocidad en función de la congestión Variación de las velocidades medias tras la implantación del sistema Velocidades medias tras la implantación del sistema Esquema del tramo de estudio Señalización utilizada Equipamiento del sistema Ubicación del sistema Infraestructura necesaria para la implementación del ATM en la M Funcionamiento del arcén como carril adicional Intensidades medias Intensidad media diaria Histograma de frecuencias y porcentaje acumulado de flujo máximo de 15 minutos Perfiles de los tiempos medios de viaje Cumplimiento de los límites de velocidad Media de accidentes Perfiles de velocidad media carril por carril Proporciones de tiempo en los que la velocidad es inferior a 25, 45 y 50 mph Diagrama esquemático del concepto de frecuencia y tiempo de duración de una velocidad inferior a X Frecuencia de eventos en los que la velocidad es inferior a 25 y 45 mph Esquema explicativo de la relación intensidad/velocidad Diagrama intensidad/velocidad aguas arriba del cuello de botella Diagrama intensidad/velocidad en el cuello de botella Porcentajes de utilización de carriles Niveles de desviación de la distribución uniforme del tráfico Demora media Implantación del sistema en la M Estrategias para la gestión dinámica de la velocidad en el Estado de Washington Ubicación de los límites de velocidad en la zona de obras Señales de límite de velocidad variable utilizadas en Virginia Espiras embebidas en el pavimento Señalización de límites variables en los márgenes de la carretera Señalización de límites variables en pórticos Paneles de mensaje variable Señalización en función del número de carriles Diferentes tipos de ISA Funciones básicas y flujos de información en un sistema ISA ISA basado en navegación autónoma ISA basado en postes laterales Reducción de accidentes mortales empleando sistemas ISA Distribución de velocidad en carreteras urbanas de 70 km/h (con ISA y sin él) Componentes del acelerador ISA activo de las pruebas suecas Campos de pruebas de PROSPER Esquema del tramo de vía implementado INFRAESTRUCTURAS ESTUDIO SOBRE LA GESTIÓN VARIABLE DE LA VELOCIDAD EN LAS VÍAS DE ACCESO A LAS ÁREAS URBANAS

11 PARTE II: SISTEMA DE VELOCIDAD VARIABLE EN BARCELONA Límites genéricos de velocidad en Francia (km/h) Ámbito de aplicación de la medida de 80 km/h Tramo de carretera afectado por la medida de 80 km/h Zona de aplicación de la limitación de 80 km/h y recomendación de 90 km/h Campaña de concienciación ciudadana para la medida de 80 km/h Ámbito de implantación del sistema de gestión dinámica de la velocidad Tramos especialmente conflictivos de las carreteras en las que se ha implantado la gestión dinámica de la velocidad Esquema del principal tramo conflictivo de la C Principal tramo conflictivo de la C Acceso a la C-31 restringido por una bionda Intersecciones mal canalizadas en la C Estrangulamientos de calzada en la C Estrechamiento de calzada en la C-31 sentido Barcelona-Castelldefels Estrechamiento de calzada en la C-31 sentido Castelldefels-Barcelona Estrechamiento de calzada en la C-31 sentido Barcelona-Castelldefels Ubicación de las zonas más problemáticas de la C Reducción del número de carriles de la C Estrangulamiento de la calzada de la C Reducción del número de carriles de la C Disminución del número de carriles de la C Esquema de la simulación desarrollada por el SCT Simulación llevada a cabo por el SCT Resultados obtenidos de la simulación llevada a cabo por el SCT Esquema de la instalación de pórticos en la vía principal y de señales laterales en los accesos Pórtico con señales luminosas de velocidad y panel de mensaje variable Pórtico con señales luminosas de límite de velocidad y señales de gestión de carriles Señales luminosas laterales de límite de velocidad variable en los accesos Pórtico instalado en la C-31: Castelldefels - Plaza Cerdà Pórtico instalado en la C-32: Castelldefels - Rondas Pórtico instalado en el tramo de la B-20 que es continuación de la C-32: Ministerio de Fomento Equipos de medición instalados en la C Señales laterales de velocidad variable en los accesos Instalaciones del CIVICAT ETD instaladas Esquema del funcionamiento del sistema Ámbitos de aplicación de cada algoritmo de control Ejemplo de aplicación del algoritmo de congestión Ejemplo de valores de emisión obtenidos para turismos Reproducción del software del CIVICAT que permite la gestión variable de la velocidad Esquema de funcionamiento al reducir el límite de velocidad 217 ÍNDICE DE FIGURAS Y TABLAS 9

12 Esquema de funcionamiento al aumentar el límite de velocidad El límite máximo coincide con el límite de velocidad fijo Ejemplo de señalización en caso de accidente Señalización de la ubicación de los cinemómetros Limitación de 80 km/h en la C Variación de la velocidad con la medida de los 80 km/h Esquema del método utilizado Comparación de resultados obtenidos de la modelización Modelo de dispersión utilizado en el modelo meteorológico Puntos de aforo con información horaria de tráfico de las vías de acceso a Barcelona Pórticos con una señal luminosa de límite de velocidad variable por carril Diagrama fundamental intensidad-ocupación Equipos de medición de velocidad y número de vehículos Dispositivo rastreador GPS Esquema de funcionamiento del método SPB Carril adicional previo a la salida Aumento del número de carriles en el ramal de salida Facilidad a los giros a la derecha al final del ramal de salida Ramal de salida doble con carriles de salida nuevos Salida de altas prestaciones en la CV-35 en Valencia Ramal de salida doble con carriles de salida bífido y perdido Ramal de salida doble con carriles de salida segregados Ramal de salida doble con carriles de salida perdido y nuevo Subsistemas necesarios para la dosificación de accesos Dosificación de accesos en Múnich (Alemania): A Dosificación de accesos en Francia: A Fenómeno de trenzado Solución al trenzado con un carril colector-distribuidor Solución al trenzado con carril de entrada en continuidad Paso de 2 carriles a 2+1 carriles Carril bus-vao de Madrid Utilización del arcén transitable en Inglaterra Bahías para posibles paradas de vehículos averiados Carril especial en calzada compartida dedicado a vehículos de alta ocupación en Georgia 259 TABLAS 1. Efecto de la anchura de carril, calzada y mediana sobre la velocidad (Charlton, 2005) Tipos de tramos afectados por la medida de limitación de 80 km/h Longitudes de tramos fuera del efecto del trenzado INFRAESTRUCTURAS ESTUDIO SOBRE LA GESTIÓN VARIABLE DE LA VELOCIDAD EN LAS VÍAS DE ACCESO A LAS ÁREAS URBANAS

13 Presentación El buen funcionamiento del sistema de movilidad es un eslabón fundamental en la cadena de la competitividad económica y de la productividad del tejido empresarial de cualquier territorio. Para que este eslabón no sea el más débil y ponga en peligro el funcionamiento mismo de la cadena, se necesita disponer de una dotación adecuada de infraestructuras y de servicios de transportes, así como gestionarlos de forma eficiente. El desarrollo de sistemas para la gestión eficiente de la oferta tanto de las infraestructuras físicas como de los servicios de transporte tiene una importancia capital, y más en una época como la actual (de crecientes restricciones presupuestarias que limitan la inversión en nuevas infraestructuras) y en un entorno metropolitano como el de Barcelona (con problemas recurrentes de congestión), Por este motivo, la Cámara de Comercio de Barcelona valora positivamente todas las iniciativas que se impulsen en este sentido, con el objetivo de optimizar los costes sociales asociados a la movilidad. Sin lugar a dudas, en el caso de Barcelona, una de las actuaciones más emblemáticas puestas últimamente en práctica ha sido la implantación del sistema de velocidad variable en las vías de acceso a la ciudad. Esta experiencia ha sido, en muchos aspectos, pionera a nivel europeo. Precisamente por ello, para analizar y contrastar las medidas de gestión variable de la velocidad que está promoviendo la Generalitat de Catalunya en los accesos viarios de Barcelona, la Cámara ha desarrollado el presente estudio, de la mano del Instituto de Transporte y Territorio de la Universidad Politécnica de Valencia. A partir del análisis realizado, la Cámara ha elaborado una propuesta propia de recomendaciones y buenas prácticas a tener en cuenta en el proceso tanto de implantación como de extensión de los sistemas de gestión variable de la velocidad en general, así como su aplicación en el caso particular de la ciudad de Barcelona. Entre estas recomendaciones particulares, destacan las propuestas de considerar como prueba piloto el sistema de gestión dinámica de la velocidad implantado en las vías C-31 y C-32 y de diferir su aplicación en el resto de tramos previstos hasta disponer de una evaluación rigurosa de los efectos y consecuencias de esta primera experiencia. De este modo, se dispondría de un período de maduración más prolongado, lo que permitiría optimizar la eficiencia del sistema y facilitaría una mayor sensibilización por parte de los usuarios. Paralelamente, permitiría profundizar en el análisis de los resultados obtenidos, tanto en la mejora de la calidad del aire, como en la reducción de la congestión y la mejora de la seguridad via- PRESENTACIÓN 11

14 ria. Así se podría extraer de los dos tramos piloto el mejor sistema posible adaptado a las características específicas de cada vía. Cabe destacar que las numerosas experiencias internacionales que están operativas muestran que la implantación progresiva del sistema de gestión variable de la velocidad ofrece los mejores resultados. Estas experiencias demuestran que si se quiere extraer el máximo rendimiento posible del sistema, es necesario contar con la colaboración de la sociedad en su conjunto y, singularmente, de los conductores. En la misma línea, la implantación del sistema no ha de limitarse al establecimiento de límites de velocidad, sino que debe incluir también medidas para todos los agentes y elementos participantes en la circulación: infraestructuras, vehículos y conductores. La implantación eficiente de un sistema de este tipo exige que se tengan en cuenta el equipamiento tecnológico de la vía, la configuración del sistema de gestión, los métodos de control y vigilancia, y las adaptaciones necesarias de la infraestructura viaria. También se han de considerar las nuevas tecnologías, ya que permiten desarrollar sistemas integrados en los vehículos que colaboren con la gestión de la velocidad facilitando a los conductores una elección adecuada de la misma. Además, para mejorar la aceptación de los sistemas de gestión variable de la velocidad por parte de los conductores, resultan imprescindibles una educación, formación e información adecuadas, que deben apoyarse en una rigurosa gestión técnica e institucional. En definitiva, confío que el presente estudio, por la información y el conocimiento que aporta, contribuya decisivamente a optimizar la rentabilidad social de la aplicación presente y futura de sistemas de gestión variable de la velocidad en nuestro país. Miquel Valls i Maseda PresidentdelaCambraOficial de Comerç, Indústria i Navegació de Barcelona 12 INFRAESTRUCTURAS ESTUDIO SOBRE LA GESTIÓN VARIABLE DE LA VELOCIDAD EN LAS VÍAS DE ACCESO A LAS ÁREAS URBANAS

15 INTRODUCCIÓN

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17 Introducción La gestión de la velocidad es una herramienta fundamental para la mejora de la seguridad vial, ya que reduce el número de heridos; del medio ambiente, porque reduce los efectos negativos como el ruido y la contaminación, y de la calidad de vida, todo ello sin menoscabo de la eficiencia de la red de carreteras. La primera parte del estudio aborda las experiencias y el conocimiento existente hasta la fecha sobre la gestión de la velocidad, en general, y sobre los sistemas de gestión dinámica de la velocidad, en particular. Todo ello incorporando en el análisis a todos los agentes que intervienen en el sistema de transporte por carretera, es decir: la infraestructura, el vehículo, el conductor y la gestión técnica e institucional del sistema. En primer lugar, se presenta un resumen de los efectos de la velocidad en distintos ámbitos y se analizan tanto sus beneficios como los problemas asociados a ella. A continuación, se muestra una visión global de la gestión de la velocidad, que incluye los distintos agentes que intervienen en ella, para acabar con un estado del arte de los sistemas de gestión dinámica de la velocidad. En este estado del arte se estudian tanto los efectos de estos sistemas como su funcionamiento por medio de las experiencias internacionales y las investigaciones que hasta ahora se han llevado a cabo. En la segunda parte del estudio se analiza detalladamente el sistema puesto en marcha en el área de Barcelona por el Server Català de Trànsit (SCT) con la intención de contrastarlo y plantear posibles mejoras tanto en su concepción como en su implantación. Para elaborar esta parte del estudio se ha obtenido información documental sobre el sistema de gestión dinámica de la velocidad de Barcelona y se han mantenido contactos con el SCT, que ha suministrado información amplia y detallada, tanto documental como personal. INTRODUCCIÓN 15

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19 Parte I: ESTADO DEL ARTE

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21 1. Efectos de la velocidad El compromiso entre, por un lado, la velocidad como imagen del desarrollo económico que mejora la movilidad y herramienta de progreso y mejora de la eficiencia y, por otro lado, los problemas asociados a una velocidad inadecuada o excesiva no es un debate nuevo, pero sí requiere nuevos puntos de vista, dados por una sociedad en que la seguridad y el desarrollo sostenible tienen cada vez más importancia Beneficios de la velocidad En los últimos tiempos, los avances en las infraestructuras, en los vehículos a motor y en el transporte por carretera han reducido los tiempos de viaje y, por tanto, han mejorado la movilidad. Para los usuarios, estos viajes más rápidos hacen posible vivir en lugares más alejados del trabajo donde la vivienda es más económica, con lo que tienen más posibilidades de empleo; también pueden ir más lejos de vacaciones y acceder más fácilmente a servicios e instalaciones. En definitiva: se produce una mejora de la calidad de vida en general. La mejora de la movilidad mencionada ha contribuido también al desarrollo de la economía, ya que, desde el punto de vista de las empresas, un transporte más rápido permite la producción just-intime, aumenta el comercio con clientes de otras regiones y aumenta el rendimiento. El incremento de la velocidad producido por las mejoras citadas más arriba también ha repercutido positivamente en el transporte público. Además, es muy importante para muchos servicios esenciales, como, por ejemplo, los vehículos de emergencias Problemas asociados a una velocidad inadecuada o excesiva La velocidad inadecuada o excesiva tiene muchas consecuencias negativas en aspectos como la seguridad vial y el medio ambiente, e incluso afecta significativamente a la habitabilidad de zonas urbanas. Del mismo modo que una mayor movilidad, viajes más rápidos y mejores accesos a instalaciones y servicios mejoran la percepción general de la calidad de vida, los impactos adversos (por ejemplo, sobre el medio ambiente) le restan valor. Algunos impactos adversos, como el ruido, se pueden medir fácilmente. Sin embargo, otros son más difíciles de evaluar, como el miedo a los vehículos a altas velocidades, que puede disuadir a las personas que quieran desplazarse a pie o en bicicleta; se trata de un aspecto difícil de cuantificar. ESTADO DEL ARTE. EFECTOS DE LA VELOCIDAD 19

22 Velocidad y seguridad vial Existe la creencia, con una sorprendente aceptación, de que la velocidad excesiva es la causa de un tercio de los accidentes mortales. Sin embargo, la implicación de la velocidad en los accidentes con víctimas no parece reflejarse en las estadísticas de una manera coherente. Así, por ejemplo: Según datos norteamericanos (NHTSA, 2006), casi un 40% de los accidentes mortales en los que intervinieron conductores varones de entre 15 y 20 años de edad estuvieron relacionados con la velocidad, mientras que esta proporción disminuye en edades mayores. Además, se combinaba un comportamiento arriesgado relacionado con la velocidad con otros, como conducir bajo la influencia del alcohol o no llevar puesto el cinturón de seguridad: Para ese mismo grupo de sexo y edad, el 25% de los conductores que se vieron implicados en accidentes mortales relacionados con la velocidad tenían un contenido de alcohol en sangre superior a 0,8 g/l, proporción que bajaba al 11% si el accidente no estaba relacionado con la velocidad. Sólo llevaban el cinturón el 49% de los conductores de menos de 21 años que se vieron involucrados en un accidente mortal. En los casos en que la velocidad no era un factor, lo llevaban puesto un 67% de los conductores del mismo grupo de edad. Stuster (1993) mostró que sólo un 10% de los motociclistas que excedían el límite de velocidad tenían una proporción de alcohol en sangre no inferior a 0,8 g/l. Esa proporción es baja si se compara con las correspondientes a otros comportamientos, como cambiar constantemente de carril o deslizar en curva, todas superiores al 50%. Stuster (1997) halló que, de noche, sólo un 9% de los conductores de los vehículos que rebasaban el límite de velocidad en más de 15 km/h tenían una proporción de alcohol en sangre superior a 0,8 g/l, pero que un 48% de los que conducían a más de 15 km/h por debajo del límite tenían una proporción de alcohol en sangre superior a 0,8 g/l. Proporción de accidentes en los que el conductor cometió una infracción relacionada con la velocidad Fig ,0 Velocidad inadecuada Velocidad superior a la establecida 12,0 10,0 En % 8,0 6,0 4,0 2,0 0, INFRAESTRUCTURAS ESTUDIO SOBRE LA GESTIÓN VARIABLE DE LA VELOCIDAD EN LAS VÍAS DE ACCESO A LAS ÁREAS URBANAS

23 Sin embargo, en España, las estadísticas de la Dirección General de Tráfico muestran que, en los últimos años, del total de conductores implicados en un accidente con víctimas sólo un 10-12% en carretera y un 4-5% en zona urbana cometieron una infracción relacionada con la velocidad inadecuada. Estas cifras bajan al 2-3% y al 1-1,5%, respectivamente, si se refieren a una velocidad superior al límite establecido, es decir, a una velocidad excesiva. Los datos de los últimos años se presentan en la figura La opinión, muy difundida, de que la siniestralidad disminuye con la velocidad es excesivamente simplista e ignora la complejidad de las relaciones entre la velocidad y la seguridad. Hay bastantes estudios que parecen demostrar esa disminución, aunque suele ser difícil aislar el efecto de una medida concreta, como puede ser la limitación de la velocidad. Pero también hay otras experiencias que manifiestan una realidad más matizada. Así, por ejemplo: Las autopistas alemanas, donde no hay limitación genérica de la velocidad, no presentan una siniestralidad superior a la de las infraestructuras comparables de otros países. La anulación (en 1995) del límite federal de 55 mph (88 km/h) impuesto en las autopistas de los Estados Unidos en 1973 a raíz de una crisis petrolera, contrariamente a cuanto habían pronosticado muchos expertos, no se tradujo en un aumento sensible de la siniestralidad. Es interesante observar que las dos excepciones que se acaban de citar se refieren a autopistas, las carreteras con el mejor estándar. Es un hecho objetivamente contrastable que las autopistas tienen una siniestralidad dos o tres veces menor que las carreteras convencionales. Esto se debe en gran medida a la seguridad inherente a su diseño, que las prepara para que se circule por ellas a una velocidad elevada: un hecho reconocido por los usuarios, que no esperan encontrar en ellas vehículos lentos. No es fácil demostrar que habrá una mejora directa de la seguridad viaria si se consigue reducir las velocidades. La realidad es más compleja y hay que tener en cuenta muchos otros factores relacionados con el vehículo, como la carretera, las condiciones del tráfico, el comportamiento del conductor, las condiciones ambientales, etc. Los más importantes presentan, entre otros, los siguientes componentes: Factores humanos, como la falta de apreciación real de las características de la vía y del tráfico, las distracciones, la fatiga, la conducción bajo los efectos de sustancias psicotrópicas, etc. Factores del diseño, como el trazado en planta, el trazado en alzado y su combinación, la sección transversal, la visibilidad, etc. Presencia y acción del tráfico, como su composición, su velocidad, su intensidad, etc. Factores legales, como las leyes de tráfico específicas de cada país. Factores del entorno, como el estado del pavimento, el clima, la luz ambiente, etc. Deficiencias de los vehículos (neumáticos, edad, etc.). ESTADO DEL ARTE. EFECTOS DE LA VELOCIDAD 21

24 Para entender mejor la relación entre la velocidad y los accidentes se debe comenzar por comprender la diferencia entre conducir demasiado deprisa para las circunstancias existentes (velocidad inadecuada) y conducir por encima de un límite de velocidad (velocidad excesiva). La Ley sobre Tráfico, Circulación de Vehículos a Motor y Seguridad Vial y el Reglamento General de Circulación para su aplicación y desarrollo contienen un concepto muy importante en relación con la velocidad: Artículo 17. Control del vehículo [...] Los conductores deberán estar en todo momento en condiciones de controlar sus vehículos [...]. Artículo 18. Otras obligaciones del conductor El conductor de un vehículo está obligado a mantener su propia libertad de movimientos, el campo necesario de visión y la atención permanente a la conducción que garanticen su propia seguridad, la del resto de los ocupantes del vehículo y la de los demás usuarios de la vía [...]. Artículo 45. Adecuación de la velocidad a las circunstancias Todo conductor está obligado a respetar los límites de velocidad establecidos y a tener en cuenta, además, sus propias condiciones físicas y psíquicas, las características y el estado de la vía, del vehículo y de su carga, las condiciones meteorológicas, ambientales y de circulación, y, en general, cuantas circunstancias concurran en cada momento a fin de adecuar la velocidad de su vehículo a ellas, de manera que siempre pueda detenerlo dentro de los límites de su campo de visión y ante cualquier obstáculo que pueda presentarse. La velocidad adecuada definida de este modo es un concepto muy interesante y matizado. Para los fines y el modo de razonar de los juristas parece claro, a tenor de lo que se dice en los textos legales; pero para los técnicos no está nada claro cuál puede ser, ni tampoco cuál es el método científico para fijarla. En la selección de la velocidad por parte de los conductores influyen muchos factores relacionados con la persona, la vía, el vehículo y la resultante de todos ellos, la circulación, además de condicionantes ambientales y externos, entre los que destaca la vigilancia de la circulación. Según la teoría del comportamiento racional, el conductor intenta minimizar el coste percibido del desplazamiento, que se entiende como suma del coste asociado al tiempo de viaje y del coste del riesgo percibido. Ambos tienen una evolución contraria con la velocidad, por lo que se puede esperar que su agregación tenga un mínimo. De este modo, la relación entre velocidad y seguridad está influida por la percepción del riesgo por parte de los conductores y éste, a su vez, está correlacionado positivamente con el riesgo real de accidente. La teoría del comportamiento racional permite explicar por qué las carreteras que facilitan su recorrido a mayores velocidades son percibidas como menos peligrosas y, además, tienden a serlo. Los conductores utilizan las mejoras viarias principalmente para mejorar su movilidad y, en menor medida, su seguridad. 22 INFRAESTRUCTURAS ESTUDIO SOBRE LA GESTIÓN VARIABLE DE LA VELOCIDAD EN LAS VÍAS DE ACCESO A LAS ÁREAS URBANAS

25 Si se supone que el estado de los conductores, de los vehículos, de la vía y del entorno se mantiene constante, se puede establecer el mecanismo que asocia la velocidad con los accidentes para un conductor medio con un comportamiento medio: A menor velocidad, hay más tiempo para reconocer los peligros; menor es la distancia recorrida mientras se reacciona y la necesaria para frenar; hay más facilidad de que otros usuarios estimen velocidades y tiempos hasta una posible colisión; se dan más oportunidades de que los demás eviten la colisión, y hay menos fuerzas de impacto en el choque, con una probabilidad menor de daños severos. Por otra parte, el riesgo de chocar con otros sería mínimo si la velocidad de todos los vehículos fuera constante y compatible con el trazado, por grande que fuese ésta. Por tanto, más que la velocidad en sí misma, muchas veces lo determinante es su combinación con otras causas. Circulando a alta velocidad una distracción puede terminar en accidente, pero la velocidad no es la causa. La dispersión de las velocidades guarda relación directa con la frecuencia de los accidentes. Una desviación respecto a la velocidad media, tanto por exceso como por defecto, incrementa el riesgo de involucrarse en un accidente (Solomon, 1964). Por ello, la homogeneización de las velocidades de los vehículos es un factor primordial para mejorar la seguridad. Una limitación de velocidad, sin otra medida complementaria, puede provocar la inobservancia de dicha medida por parte de muchos conductores, porque básicamente se atienen a su percepción de la vía, del tráfico y del entorno, con el consecuente aumento de la dispersión de las velocidades. De este modo, sin cambios en el trazado, cualquier limitación de velocidad debe ir acompañada de medidas que aumenten el riesgo percibido, tales como el control de las velocidades, la vigilancia, la educación y la divulgación, el balizamiento y la señalización de peligro, etc. Lo que parece fuera de toda duda es que la velocidad contribuye a la gravedad de los accidentes. Cuanto mayor es la velocidad mayor es la energía cinética que se transformará en trabajo de deformación en un accidente, causa esencial de las víctimas y los daños materiales. Por otro lado, cabe mencionar la pérdida de efectividad de los dispositivos de protección de pasajeros a velocidades mayores. La probabilidad de resultar herido de gravedad en una colisión aumenta significativamente aun cuando los cambios en la velocidad de impacto sean pequeños. Nilsson (2004) estudió la relación entre accidentes con heridos graves, accidentes mortales y velocidad, cuya representación se muestra en la figura El modelo potencial de Nilsson estima la variación de la siniestralidad en función de la variación de la velocidad media ajustada con una constante (2 para accidentes con víctimas; 3 para accidentes con heridos graves y muertos, y 4 para accidentes mortales). Este modelo, científicamente sólido, refleja una relación entre la velocidad y la siniestralidad muy general ESTADO DEL ARTE. EFECTOS DE LA VELOCIDAD 23

26 y no está influido, por ejemplo, por el país en el que se evalúa o las características del tráfico (Amundsen et al., 2004). Relación entre la variación (en porcentaje) de la velocidad media y la variación relativa del número de heridos Fig Cambio relativo en el número de heridos 1,9 1,8 1,7 1,6 1,5 1,4 1,3 1,2 1,1 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 Muertos Muertos y heridos graves Heridos Variación de la velocidad media (%) Velocidad y medio ambiente La velocidad puede tener impactos importantes sobre el medio ambiente, ya que está relacionada con las emisiones de gases de efecto invernadero (principalmente CO 2 ) y contaminantes locales (CO, NO x, HC, partículas), así como con el consumo de carburante. La velocidad tiene además un efecto considerable en la emisión de ruido de un vehículo y, por tanto, en el nivel global de ruido del tráfico, que es un aspecto importante, particularmente en zonas urbanas. Efecto de la velocidad en la emisión de gases contaminantes La circulación de vehículos produce emisiones de gases derivados de la combustión del motor, y estas emisiones contienen diversos elementos contaminantes. Los principales son el dióxido de carbono (CO 2 ), el monóxido de carbono (CO), los hidrocarburos (HC), los óxidos de nitrógeno (NO x ) y las partículas en suspensión (PM). Cabe diferenciar entre los contaminantes de efecto local y los contaminantes de efecto global. Por ese motivo se diferencia entre el dióxido de carbono (CO 2 ), que es un gas de efecto invernadero (es decir, un gas «transfronterizo» cuyo efecto no se limita al área de emisión) y el resto de contaminantes. Esta contaminación global ocurre con otros gases de efecto invernadero como los 24 INFRAESTRUCTURAS ESTUDIO SOBRE LA GESTIÓN VARIABLE DE LA VELOCIDAD EN LAS VÍAS DE ACCESO A LAS ÁREAS URBANAS

27 óxidos de nitrógeno (NO x ), pero en este caso su impacto en la zona de emisión obligará a analizarlo en el grupo de éstos. Los procesos de producción de los contaminantes son complejos y varían según el tipo y la categoría del vehículo y las tecnologías del motor. En las recomendaciones desarrolladas por la EEA (European Environment Agency) en la guía de inventario de emisiones EMEP/CORINAIR, queda de manifiesto la relación de la velocidad con las emisiones de gases contaminantes. La guía EMEP/CORINAIR incluye una sección destinada a modelar las emisiones producidas por el tráfico vehicular. Los factores de emisión de los distintos modelos contemplados en la guía son funciones que tienen como variable la velocidad media a la que se desplazan los vehículos al circular por un tramo del sistema viario o el consumo de combustible de dichos vehículos. Para el caso en el que el factor de emisión dependa del consumo de combustible, la aplicación guía define una serie de factores de consumo para los distintos tipos de vehículos y de contaminantes. Al igual que los factores de emisión, los factores de consumo se calculan a partir de la velocidad media a la que se desplazan los vehículos al circular por un tramo del sistema viario. La guía EMEP/CORINAIR estima las emisiones de los distintos contaminantes con diferente grado de análisis, de acuerdo con la siguiente clasificación (Ntziachristos and Samaras, 2000): Grupo 1: contaminantes para los que se dispone de un método detallado de análisis basado en factores de emisión que se definen en función de las condiciones de tráfico (velocidad de circulación) y del tipo de motor (cilindrada). Dentro de esta categoría se incluyen NO x,co ycov. Grupo 2: contaminantes cuyas emisiones se definen indirectamente en función del consumo de combustible. Incluye el CO 2 yelso 2. Grupo 3: contaminantes para los que existe un método simple a causa de la ausencia de información detallada. Incluye el N 2 O. Grupo 4: perfiles de compuestos orgánicos volátiles distintos del metano que son obtenidos como una fracción del total de emisiones de compuestos orgánicos volátiles distintos del metano. Las categorías de vehículos atienden a criterios como los siguientes: turismos de gasolina y diésel, vehículos ligeros y pesados, autobuses o motocicletas y ciclomotores. A su vez, los vehículos se subclasifican en categorías asociadas a los diferentes períodos de vigencia de las directivas, que aparecieron a partir de 1970, en los que fueron homologados. Después de la normativa prosigue la clasificación por cilindradas. Los efectos de la velocidad sobre las emisiones de los distintos tipos de contaminantes en los distintos tipos de vehículos son diferentes. Contaminantes locales (NO x, CO, HC, partículas). Los óxidos de nitrógeno (NO x ) se producen sobre todo con temperaturas de funcionamiento del motor elevadas (por ejemplo, conducción estable a alta velocidad), y una reducción de la velocidad suele traducirse en una importante reducción de estas emisiones. Los efectos de las estrategias de reducción de la velocidad en la emisión de monóxido de carbono e hidrocarburos, sin embargo, no están tan claros. Las emisiones de hidro- ESTADO DEL ARTE. EFECTOS DE LA VELOCIDAD 25

28 carburos (HC) se reducen a velocidades más bajas, mientras que el monóxido de carbono (CO) y las partículas (PM) presentan niveles de emisión más bajos a velocidades medias. Las emisiones de gases contaminantes se estiman como la suma de emisiones en caliente (a partir de que el motor alcance estabilidad en su temperatura de funcionamiento) y de emisiones en frío (antes de ese punto); además, en el caso de los compuestos orgánicos volátiles distintos del metano, se añaden las emisiones evaporativas. Sólo las emisiones en caliente guardan una fuerte relación con la velocidad, por lo que son éstas las que se han estimado para describir el efecto de la velocidad sobre el medio ambiente. A continuación se muestran algunos de los resultados obtenidos de la estimación de emisiones en función de la velocidad. Las gráficas que representan las emisiones de NO x y las partículas con la velocidad se muestran en las figuras y respectivamente. Las emisiones de contaminantes locales presentan patrones parecidos en función de la velocidad, pero en todos los casos las mejoras técnicas de los vehículos se han traducido en una reducción significativa de las emisiones. Por otra parte, estas emisiones presentan muy poca sensibilidad a la variación de velocidad entre 60 y 90 km/h, aún más manifiesta en los nuevos modelos de vehículos, tanto de gasolina como diésel. Las emisiones de óxidos de nitrógeno sí aumentan significativamente con la velocidad en los vehículos de tecnología anterior a Euro 1. En el caso de los vehículos más modernos, el rango de Relación entre velocidad y factor de emisión de NO x en los vehículos más modernos Fig Gasolina Euro 3&4 Gasolina Euro 1&2 Diesel Euro 1 Diesel Euro 2 Diesel Euro 3 Diesel Euro 4 0,1 0,09 0,08 Factor de emisión (g/km) 0,07 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0, Velocidad (km/h) 26 INFRAESTRUCTURAS ESTUDIO SOBRE LA GESTIÓN VARIABLE DE LA VELOCIDAD EN LAS VÍAS DE ACCESO A LAS ÁREAS URBANAS

29 Relación entre velocidad y factor de emisión de PM en los vehículos más modernos Fig Gasolina Euro 1 Gasolina Euro 2 Gasolina Euro 3 Gasolina Euro 4 Diesel Euro 1 Diesel Euro 2 Diesel Euro 3 Diesel Euro 4 1 0,9 0,8 Factor de emisión (g/km) 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0, Velocidad (km/h) velocidades para el que las emisiones presentan poca sensibilidad a la variación es mucho mayor. Incluso los vehículos con tecnología Euro 4 presentan unas emisiones mínimas a una velocidad de 110 km/h y las emisiones a 80 km/h son superiores a las que se dan a 130 km/h. Las emisiones de partículas tienen un patrón muy diferente en los coches de gasolina y en los de diésel. En los vehículos de gasolina las emisiones son muy pequeñas y no tienen tanta relación con la velocidad. De hecho, la guía CORINAIR (2006) estima unas emisiones constantes y sólo establece diferencias para la conducción urbana, la interurbana y en autovía. En vehículos diésel, en los más modernos no sólo se reducen las emisiones de partículas, sino que también aumenta el rango de velocidades en el que éstas tienen muy poca sensibilidad a los cambios. Otras fuentes relacionan de manera similar la velocidad con las emisiones de contaminantes. En las siguientes gráficas se observa como también existe ese rango de velocidades entre 60 y 90 km/h para el que las emisiones de contaminantes presentan poca sensibilidad. Estas estimaciones se han hecho incluyendo, en el caso del departamento de transportes británico, un porcentaje de pesados del 10%, y no exclusivamente vehículos ligeros como en los casos anteriores. Las representaciones gráficas de emisiones en función de la velocidad se muestran en las figuras 1.2.5, en el caso del UK Department of Transport, y 1.2.6, en el caso del Victoria Transport Policy Institute. ESTADO DEL ARTE. EFECTOS DE LA VELOCIDAD 27

30 Al igual que se observa en las estimaciones realizadas mediante la guía CORINAIR, las mayores emisiones se producen a velocidades bajas. En las estimaciones hechas por la guía europea también se aprecia que la disminución de las emisiones a velocidades bajas es muy significativa en los vehículos de tecnologías más recientes. Emisiones gaseosas como función de la velocidad Fig Emisión contaminante (10% HDV) Emisión (g/km) NOx CO 2 CO Emisión CO 2 (g/km) 1 PM10 x NMHC Velocidad media (km/h) Fuente: UK Department of Transport, Reino Unido, Emisiones gaseosas como función de la velocidad Fig Monóxido de carbono VOCs NO x Ratio de emisión por millas Velocidad (mph) Fuente: Victoria Transport Policy Institute, Canadá. 28 INFRAESTRUCTURAS ESTUDIO SOBRE LA GESTIÓN VARIABLE DE LA VELOCIDAD EN LAS VÍAS DE ACCESO A LAS ÁREAS URBANAS

31 En general, los vehículos modernos que incorporan las nuevas tecnologías tienen niveles más bajos de emisión de contaminantes locales que los antiguos. De hecho, las emisiones de estos vehículos más modernos son mucho más sensibles a la aceleración que a la velocidad media. Esta situación de aceleraciones y desaceleraciones no hay que identificarla únicamente con una conducción agresiva (elegida por el usuario), ya que también se da en situación de congestión (no elegida por el usuario). El plomo (Pb) prácticamente ha desaparecido de las emisiones producidas por los vehículos tras la introducción de catalizadores en los motores y la posterior prohibición de la gasolina con tetraetilo de plomo. Gases de efecto invernadero. Estas emisiones tienen un impacto global y no se limitan a la zona de emisión. El gas de efecto invernadero más importante es el CO 2, y su factor de emisión está directamente relacionado con el factor de consumo de combustible, ya que, en el caso de la estimación de las emisiones de CO 2, la guía EMEP/CORINAIR (2006) considera que todo el carbono presente en el combustible produce CO 2. El mismo método se aplica al SO 2. A continuación se presenta el gráfico obtenido al estimar las emisiones de CO 2, correspondiente a la figura Relación entre velocidad y factor de emisión de CO 2 en los vehículos más modernos Fig Euro 1 1.4L<cc<2.0I Euro 2 1.4L<cc<2.0I Euro 3 1.4L<cc<2.0I Euro 4 1.4L<cc<2.0I Euro 1 cc>2.0i Euro 2 cc>2.0i Euro 3 cc>2.0i Euro 4 cc>2.0i Diesel Euro 1 cc<2.0i Diesel Euro 2 cc<2.0i Diesel Euro 3 cc<2.0i Diesel Euro 1.2&3 cc<2.0i Factor de emisión (g/km) Velocidad (km/h) ESTADO DEL ARTE. EFECTOS DE LA VELOCIDAD 29