Modelación De Estrategias De Manejo De Carriles Para Disminución De Congestión Y Accidentalidad Vial, Plan Piloto Autopista Sur-Oriental

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1 Modelación De Estrategias De Manejo De Carriles Para Disminución De Congestión Y Accidentalidad Vial, Plan Piloto Autopista Sur-Oriental Juan Camilo Forero Hoyos jcforero@javerianacali.edu.co Julio Cesar Rodas Trejos juliorodas@javerianacali.edu.co Director: Eduardo Peña Abadía Resumen El aumento explosivo de la demanda de transporte sumado a la falta de educación y cultura, el problema de planeación, deficiente o inexistente señalización, el mal estado de la malla vial y otros agentes externos, ha causado una mayor congestión, accidentalidad, demoras y problemas ambientales. Puesto que la mejora de la infraestructura vial y su señalización supone una gran inversión, se analiza como alternativa la implementación de un adecuado manejo de carriles para la solución a dichos problemas. Para ello se recopila información referente a estadísticas de accidentalidad por fecha y gravedad en la Autopista Sur-Oriental en los últimos 15 años en la ciudad de Cali por medio del programa Educación y Cultura de la Secretaria de Tránsito y Transporte Municipal. Se analiza la información obtenida para determinar los puntos donde se presenta mayor accidentalidad y se determina el tramo que será objeto de modelación. Se utiliza el software PTV Vissim 7.0 con licencia de estudiante para hacer una simulación del estado actual del tráfico en un tramo comprendido entre las carreras 56 y 66 sobre la Autopista Sur-Oriental. Se generan distintos escenarios en los que se plantean algunas estrategias de manejo de carriles y se evalúa el impacto que tienen sobre los índices de congestión vehicular. Se observa que las alternativas de manejo de carriles que presentan mejores resultados son aquellas que separan a las motos de los autos en la vía, presentando reducciones de longitud promedio de cola del 89,71%, en consumo de combustible del 66,99% y en demoras hasta en 75,9%. Introducción En la actualidad las grandes ciudades del mundo se enfrentan diariamente al problema de movilización de sus habitantes a los diferentes destinos. Estos desplazamientos implican un tiempo de recorrido que se incrementan con el transcurso de los años ya que el parque automotor crece a un ritmo superior al desarrollo de la infraestructura vial de las ciudades. Si bien existen proyectos de transporte público masivo de pasajeros, estos aún no se adaptan a las necesidades y a la demanda por parte de los ciudadanos. En éste proyecto de investigación se aborda la problemática de la congestión vehicular, que se puede definir como una condición de un flujo saturado con consecuencias negativas en los conductores como incrementos en los tiempos de viaje, estrés, violencia vial e incluso accidentalidad, desde un enfoque en el que se busca incentivar el uso adecuado de los carriles en autopistas mediante intervención y reglamentación al comportamiento de los conductores. Si bien la congestión vehicular se debe en gran medida a la insuficiente red vial, al mal estado en que se encuentran las vías, a la mala sincronización de los semáforos, a la falta de educación, a los accidentes, a

2 los vehículos con problemas mecánicos y al uso inadecuado de los carriles por parte de los automovilistas lo cual agrava la situación. Atacar dicha problemática teniendo en cuenta lo anterior puede generar alternativas que mitiguen los efectos negativos que vienen aquejando a los usuarios de las vías de la ciudad. 1. Fundación Teórica Congestión Vehicular: La congestión es la condición que prevalece si la introducción de un vehículo en un flujo de tránsito aumenta el tiempo de circulación de los demás. Es decir, hasta un cierto nivel de tránsito, los vehículos pueden circular a una velocidad relativamente libre, determinada por los límites de velocidad, la frecuencia de las intersecciones, etc. Sin embargo, a volúmenes mayores, cada vehículo adicional estorba el desplazamiento de los demás, es decir, comienza el fenómeno de la congestión vehicular 1. Manejo de Carriles: El manejo de carriles consiste en técnicas que buscan incrementar la eficiencia en la capacidad de los carriles y suavizar el flujo del tráfico disminuyendo la congestión vehicular y la accidentalidad vial. Estas técnicas buscan establecer guías para dar un uso óptimo a los carriles con el fin de que el flujo vehicular sea armónico y se evite la congestión 2. Accidentalidad: Se entiende por accidente a un suceso repentino ocurrido por causas involuntarias que producen daños en las personas y/o en las cosas. Con respecto al accidente de tránsito puede decirse que es un hecho eventual, producido como consecuencia del tránsito vehicular en el que interviene, por lo menos, un vehículo, cuyo resultado produce lesiones o muertes de las personas y/o daños en las cosas 3. Longitud de cola: La longitud de cola tiene importancia desde el punto de vista del diseño físico y de la validación de los modelos. En el primer caso es útil para determinar, por ejemplo, la longitud necesaria de las pistas de viraje, y en el segundo caso, como un indicador de la capacidad del modelo de tránsito construido para reproducir las condiciones observadas de circulación. Las colas de vehículos que se producen en una intersección semaforizada son de dos tipos: Cíclicas, generadas por alternancia de períodos de verde y rojo. Se denominan colas uniformes y evolucionan dentro de cada ciclo; y Tendenciales y aleatorias, que son dependientes del grado de saturación de la pista. Se denominan colas excedentes y evolucionan a lo largo del período de análisis. La longitud de cola permite predecir la existencia o no de fenómenos de bloqueo, característicos de sectores urbanos congestionados. Bajo esta perspectiva interesa la extensión máxima de la cola 4. 1 Bull, Alberto. Congestión de Transito El problema y cómo enfrentarlo. Santiago de Chile. Naciones Unidas CEPAL. Deutsche Gesellschaft für Technische Zusammenarbelt (GTZ) Pag Bull, Alberto. Congestión de Transito El problema y cómo enfrentarlo. Santiago de Chile. Naciones Unidas CEPAL. Deutsche Gesellschaft für Technische Zusammenarbelt (GTZ) Pag LOSSETTI, Oscar TREZZA Fernando y PARTIÓ José A.. Cuadernos de Medicina Forense Corte Suprema de la Justicia de la Nación. Año 2, No. 3, p Unidad Operativa de Control de Transito, Santiago de Chile. Semáforos. [en línea]. [Consultado el

3 2. Resultados La movilidad vial es uno de los temas permanentes para tratar en la ciudad. Congestión vehicular y accidentes de tránsito son reflejo del estado de diversos factores de los que depende el flujo vehicular: estado de la malla vial, señalización, insuficiencia en capacidad de las vías (agentes externos), sumado al mal comportamiento, imprudencias o falta de conocimiento y educación (agentes internos) que impiden el adecuado flujo vehicular por las vías de la ciudad, principalmente por las de alto tráfico. La implementación de mejoras en los agentes externos implica un alto costo económico para la ciudad de Cali, sin embargo el planteamiento de una línea base de estrategias enmarcadas en el uso adecuado de los carriles (manejo de velocidad por carril, uso exclusivo de los mismos, etc.) puede requerir un costo considerablemente menor sin despreciar los efectos positivos que tendría en la fluidez vehicular, manifestándose en disminución de congestión y accidentalidad. Para analizar esta problemática se escoge la Autopista Suroriental o Calle 10 como vía objeto de estudio; ya que es una de las vías principales de la ciudad de Cali que presenta los mayores problemas de accidentalidad y congestión, a la cual se le puede implementar un adecuado manejo de carriles. Para darle solución al problema de investigación definimos como objetivo principal: Proponer estrategias para el óptimo manejo de carriles vehiculares para las vías de la ciudad de Cali, con el propósito de disminuir la congestión y la accidentalidad vial. (Plan piloto autopista sur-oriental). Como primer objetivo específico: Diagnosticar la forma cómo los conductores utilizan los diferentes carriles de algunas de las principales vías de la ciudad de Cali; para ello se hicieron recorridos y filmaciones por dichas vías y se observó el mal uso de los carriles por parte de los conductores, los cuales transitan a velocidades muy bajas por cualquier carril (en especial por el carril izquierdo destinado a sobrepasar), las motocicletas zigzaguean permanentemente por toda la calzada y sobrepasan por el pequeño espacio que queda entre carro y carro o un vehículo y el sardinel. Los conductores no utilizan las direccionales para hacer cambio de carril, no se respeta el carril que es asignado para el transporte masivo MIO, en ocasiones es invadido por otros vehículos. El carril asignado para motocicletas es utilizado por muy pocos conductores de estas y es invadido por otro tipo de vehículo. En muchos casos impera la cultura de del mas fuerte y mas rápido, no seden la vía y ocasionan accidentes. Como segundo objetivo específico: A partir de información secundaria, identificar los tramos de la autopista sur-oriental que presentan mayor congestión y accidentalidad. De acuerdo con las estadísticas proporcionadas por el Departamento de Educación y Cultura de la Secretaria de tránsito y transporte municipal se pudieron identificar tres tramos críticos donde se produce la mayor accidentalidad y por consiguiente la mayor congestión. Estos tramos son la Carrera 66 con Calle 10 con 666 accidentes, la Carrera 44 con Calle con 590 accidentes y la Carrera 39 con Calle con 450 accidentes. Para obtener estos resultados la Secretaria de Tránsito y Transporte nos dio un registro de cada uno de los accidentes con la hora, fecha, gravedad y lugar. 21 agosto de 2015]. Disponible en:

4 Como tercer objetivo específico se estudiaron las alternativas de manejo de carriles, (velocidades diferenciales por carril, carriles preferenciales o exclusivos, entre otros) de acuerdo a las características del tramo crítico. De acuerdo con las características de la vía de estudio y la dificultad en la toma de datos se analizaron solo dos alternativas en este proyecto, la primera alternativa es carril por tipo de vehiculo y la segunda velocidades diferenciales por carril. La alternativa por ocupación vehicular o número de pasajeros no fue analizada por la dificultad en la toma de datos (carros con vidrios polarizados, gran cantidad de autos, entre otros) y la alternativa de carriles preferenciales o exclusivos son utilizados para vías donde la calzada cuenta con un mayor número de carriles. Como cuarto objetivo específico se escogió el tramo representativo de estudio para modelar su comportamiento. De acuerdo al análisis de las estadísticas proporcionadas por la secretaria de transito el punto donde se presentó mayor accidentalidad en los últimos 15 años es el tramo entre Calle 10 y Carrera 39, sin embargo por limitaciones en el programa de simulación y la licencia de estudiante, no es posible recrear fielmente el flujo de vehículos debido a los pasos elevados. El segundo punto donde se presentan mayores accidentes es la Carrera 44 con Calle 10, pero en el año 2011 entro en funcionamiento la intersección a desnivel, reduciendo drásticamente el número de accidentes. Se seleccionó el tramo de la Carrera 66 con Calle 10 este tramo ya que, es el tercer punto donde se presentan mayor accidentalidad. Como quinto objetivo específico sobre el tramo en estudio, efectuar simulación de las alternativas más probables para observar el efecto sobre el flujo vehicular. De acuerdo con el objetivo de cumplir satisfactoriamente el manejo de carril se modelaron cinco alternativas, para la primera simulación se decide limitar la calzada central para autos en los carriles central e izquierdo y motos en el carril derecho (de uso exclusivo) sin posibilidad de cambiar de carril. La calzada de servicio tiene composición vehicular mixta, la segunda alternativa se limita la calzada central para autos en los carriles central e izquierdo, autos y motos en el carril derecho (motos sin posibilidad de acceder a los carriles central e izquierdo). La calzada de servicio tiene composición vehicular mixta, la tercera alternativa se plantea la misma estrategia empleada en la propuesta #2, pero restringiendo el carril izquierdo de la calzada central a vehículos que circulen entre 70 y 80 Km/h, para la cuarta alternativa se decide retirar las motos de la calzada central y darle uso exclusivo para automóviles. La calzada de servicio tiene composición vehicular mixta y para la quinta alternativa se plantea la misma estrategia empleada en la propuesta #4, pero restringiendo el carril izquierdo de la calzada central a vehículos que circulen entre 70 y 80 Km/h. Como sexto objetivo específico: presentar las alternativas más adecuadas del estudio que puedan ser objeto de implementación en las diferentes vías de la ciudad de Cali. Según los resultados obtenidos mediante el programa de simulación Vissim se escogió la alternativa número cuatro, ya que puede traer mejores beneficios en términos de reducción de longitud de cola, longitud de cola máximo, total de vehículos, consumo de combustible y demoras. 3. Conclusiones Dentro de los múltiples problemas de movilidad que afronta la ciudad de Santiago de Cali, el inadecuado manejo que se da a los carriles por parte de los conductores es el factor que tiene más efectos negativos sobre los índices de accidentalidad y congestión vehicular pues es causa directa de la congestión vehicular y del aumento del número de

5 accidentes en vías multicarril. La implementación de un adecuado manejo de carriles se trata de una propuesta de solución muy difícil de implementar en Cali dada la falta de cultura ciudadana del caleño. Sin embargo, es una alternativa que vale la pena considerar pues sus efectos sobre el flujo vehicular son considerables. Se presentan disminuciones en longitud promedio de cola del 89,71%, en longitud de cola máxima del 63,95%, en consumo de combustible del 66,96% y en demoras en la red del 75,90%; mientras el número de vehículos que alcanzan su destino exitosamente se incrementa en 11,17%. Tras revisar esos datos y teniendo en cuenta que se trata de una propuesta de solución que no implica costosas inversiones en infraestructura, la apuesta por implementar un adecuado manejo de carriles se convierte en una alternativa muy llamativa. Los usuarios de la Autopista Sur-Oriental se componen en un 55,63% de autos, 41,87% de motos y el 2,51% restante buses y camiones para el sentido Sur-Norte; Para el sentido Norte-Sur, la composición es de 64,83% de autos, 31,10% de motos y 4,07% buses y camiones. Esto obliga a que las soluciones que se planteen sean pensadas en los automóviles y motocicletas, que componen más del 95% de los usuarios de la vía. El establecimiento de límites superiores de velocidad debe estar sujeto a la concientización de la importancia del adecuado uso de los carriles por parte de los conductores puesto que de otra manera no tendría los efectos deseados. Esto puede observarse al comparar las alternativas #4 y #5, cuya única diferencia radica en la asignación del carril izquierdo de la calzada central como carril de (velocidad mínima de 70 Km/h y máxima de 80 Km/h). Si bien en el modelo de la alternativa #5 se puso dicha restricción de uso en el carril izquierdo, las demoras llegan a 66,54 segundos mientras que en la alternativa #4, dichas demoras no superan los 23,71 segundos. Esto se debe a que hay mucha dispersión en las velocidades de los autos que circulan por la calzada central y cuando un auto desea incorporarse al carril rápido, obstaculiza el recorrido de los vehículos que ya vienen con la velocidad requerida. La inversión en infraestructura vial tiene un impacto inmediato en la disminución de accidentalidad y congestión, especialmente en intersecciones como fue el caso de la intersección entre Cll 10 y Cra 44, pasando de 62 accidentes en el año 2010 a 25 accidentes en el año 2011 y 14 accidentes en el año La implementación de un adecuado manejo de carriles aumenta radicalmente la eficiencia de la inversión en infraestructura vial cuando se trata de un tramo de vía. Aumentar un carril a una vía existente y no darle un uso adecuado puede manifestarse en que la obra ejecutada no tenga los resultados esperados. Esto puede observarse en la simulación de la alternativa #1, la propuesta con menor calificación y que incluso empeora la situación actual aumentando longitudes de cola en un 28,95% y disminuyendo vehículos que alcanzan su destino exitosamente en un 10,64%. Las propuestas que mejor se adecúan al tramo objeto de estudio y que reflejan mejores resultados son las alternativas #4 y #5 debido a la separación de los dos principales actores en la vía: autos y motos. En las dos propuestas se plantea retirar las motocicletas de la calzada central y asignar su recorrido únicamente por la calzada de servicio, mientras que los únicos automóviles que hacen uso de dicha calzada son los que requieren hacer un giro a la derecha para tomar otra ruta. Sin embargo, estos constituyen únicamente un 13,39% del total de automóviles que circulan por dicha intersección. Esta investigación ha permitido demostrar que los problemas de movilidad se pueden y se deben solucionar modelando las diferentes alternativas para tener un argumento que soporte las soluciones propuestas y no caer en el error de estar improvisando, causando

6 malestar a la comunidad al implementar soluciones de ensayo y error. Los programas de educación a conductores deben atender dos situaciones que consideramos críticas basados en lo observado en los recorridos realizados sobre la Autopista Sur-Oriental: en la primera situación, el protagonista es el motociclista que tiene la costumbre de circular y adelantar por el carril derecho a pesar de estar ocupado por un vehículo. La segunda situación involucra a los conductores de vehículos que circulan por el carril izquierdo a bajas velocidades entorpeciendo la circulación del carril rápido, destinado para adelantar. Bibliografía ARIAS CERÓN, Javier. Ex secretario de Tránsito y Transporte Municipal, actualmente Coordinador grupo Planeación STTM. Carta dirigida al ex Concejal Fernando Alberto Tamayo Ovalle. Santiago de Cali: junio de SECRETARÍA DE TRÁNSITO Y TRANSPORTE MUNICIPAL, Santiago de Cali. Estadísticas de accidentalidad. [en línea]. [Consultado el 24 agosto de 2014]. Disponible en: THOMSON, I., y BULL, A. La congestión del tránsito urbano: Causas y consecuencias económicas y sociales LOSSETTI, Oscar TREZZA Fernando y PARTIÓ José A.. Cuadernos de Medicina Forense Corte Suprema de la Justicia de la Nación. Año 2, No. 3, p. 7. United States Department of Transportation - Federal Highway Administration. Managed Lane Chapter for the Freeway Management and Operatios Handbook. United Stated of America: 2011, pag. 24 Bull, Alberto. Congestión de Transito El problema y como enfrentarlo. Santiago de Chile. Naciones Unidas CEPAL. Deutsche Gesellschaft für Technische Zusammenarbelt (GTZ) Pag. 23, 26, 27, 28, 30, 39, 40. Agencia Suiza para el Desarrollo y la Cooperación COSUDE. Aire limpio, Movilidad Urbana. Suiza: FORDECAP, Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial. Planes de Ordenamiento Territorial. Guia No. 1. Santa Fe de Bogotá: Panamericana Formas. Manual del usuario Vissim 7.0 VisSim User's Guide Version 8.0, 2015 Visual Solutions, Inc. Cabrera, G., Velásquez, N., & Valladares, M. (2009). Seguridad vial, un desafío de salud pública en la Colombia del siglo XXI. Facultad Nacional de Salud Pública: El escenario para la salud pública desde la ciencia, 27(2), Zamora Fandino, N., & Barrera Reyes, O. L. (2013). Diagnóstico de la infraestructura vial actual en Colombia.

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