Fundamentos de la Ingeniería de Tráfico: Medición, Redes Viarias y Tipos de Detectores

Ingeniería de Tráfico y Transporte

La Ingeniería de Tráfico es una rama de la Ingeniería del Transporte que estudia la planificación, el diseño y la explotación de las redes viarias (carreteras y autopistas) con el objetivo de que la circulación de personas y mercancías sea segura, rápida y económica.

Funciones de la Red Viaria

La red viaria cumple dos funciones principales:

1. Movilidad: Circulación de vehículos automóviles de forma rápida, cómoda, económica y segura.
2. Accesibilidad: Permite el acceso de los vehículos a cualquier punto habitado en el área que sirve la red viaria.

Transporte por Carretera: Ventajas y Desventajas

Ventajas:

• Desarrollo económico
• Calidad de vida
• Accesibilidad
• Movilidad

Desventajas:

• Contaminación ambiental
• Ocupación del suelo
• Accidentes

La Red de Carreteras en España

La red de carreteras en España suma 166.284 km, gestionados por:

• Administración Central (51,2% del tráfico)
• Comunidades Autónomas (42,9%)
• Diputaciones (5,9%)
• Ayuntamientos y otros organismos (11.355 km)

De este total, 15.048 km son vías de gran capacidad.

Fases del Ciclo de Vida de la Carretera

Proyecto de Carreteras (Construcción de una Nueva Vía)

El proyecto requiere conocer la demanda de tráfico que soportará la carretera e incluye:

• Trazado, explanaciones y estructuras para formar la plataforma.
• Desagüe y drenaje de la carretera.
• Características de los firmes y pavimentos.
• Elementos de señalización, balizamiento y defensa.
• Instalaciones auxiliares.

Conservación y Explotación

Consiste en mantener la carretera en un estado aceptable para su uso.

Clasificación y Distribución de Vehículos

Tipos de Vehículos

1. Carros
2. Bicicletas
3. Vehículos de Tracción Mecánica:
   • Vehículos de 2 ruedas (Ciclomotores y Motocicletas)
   • Vehículos Ligeros (Coches, Camiones, Tractores)
   • Vehículos Pesados (Camiones sin remolque, camiones articulados o con remolque, autocares)

Distribución del Tráfico

De la composición total del tráfico, el 70-80% son vehículos ligeros. Dentro de los vehículos pesados, el 90% son camiones.

Estudio de la Circulación y Magnitudes Fundamentales

El objetivo del estudio de circulación es deducir las relaciones que existen entre el número y la velocidad de los vehículos que usan la red viaria, las condiciones de las carreteras y la ordenación del tráfico.

Magnitudes de Circulación

Intensidad (I)

Número de vehículos que pasan a través de una sección transversal fija de una carretera por unidad de tiempo.

Velocidad Media (v)

La velocidad promedio de los vehículos en un tramo.

Densidad (d)

Número de vehículos que hay por unidad de longitud sobre una carretera.

Efectos de la Densidad

• Densidad Baja: Circulación separada y velocidad deseada.
• Densidad Alta: Mayor dificultad para mantener la velocidad deseada.
• Densidad Máxima: Imposible mover el vehículo sin chocar con el que precede.

La relación fundamental es: I = v * d.

Métodos de Aforo y Conteo de Tráfico

Aforos Manuales

Este método es complementario a los aforos automáticos y consiste en contar el número de vehículos que pasan por determinadas secciones de la red, ya sea manualmente o mediante aparatos especiales.

Ventajas:

• Permite distinguir entre distintos tipos de vehículos.
• Permite registrar movimientos de giro en nudos viarios.
• Permite registrar la ocupación de los vehículos y el movimiento de peatones.

Desventajas:

• Alto coste.
• Máximo conteo de 24 horas.

Aforos Automáticos

Se realizan mediante contadores instalados en la sección de la vía que registran el paso de vehículos. La elección del sistema dependerá del tipo de datos que se quiera obtener y del volumen de tráfico.

Tipos de Detectores de Tráfico

Detector de Lazo de Inducción

Detecta el paso de un vehículo cuando este atraviesa un campo de inducción. Mide la longitud del vehículo y se utiliza para aforos permanentes.

Tubo Neumático

Consiste en un tubo de goma cruzado transversalmente en la calzada que, al ser aplastado, produce un impulso detectado por el equipo. Puede generar error por exceso en vehículos de más de dos ejes. Es barato, fácil de colocar y se usa en instalaciones provisionales y de corta duración.

Radar

Detecta el paso de los vehículos mediante la emisión de ondas electromagnéticas que, por el efecto Doppler, identifican los vehículos en la calzada. Detectan la intensidad y la velocidad. Son no intrusivos, pueden instalarse fuera de la calzada y funcionan bien con meteorología adversa. No detectan vehículos parados o a baja velocidad (<10 km/h).

Infrarrojos

Detecta los vehículos mediante un sensor de fotones colocado en un poste o estructura. El calor del vehículo produce un cambio en la energía radiada. Únicamente mide la intensidad. Son no intrusivos, pero tienen un bajo nivel de precisión y no detectan vehículos a baja velocidad.

Ultrasonido

Emiten ondas de sonido perpendicularmente a la carretera. La presencia de un vehículo se determina por la diferencia de tiempos en llegar la onda reflejada. Son sensibles a la temperatura y al viento, pero fáciles de instalar.

Visión Artificial

Utiliza imágenes de circuitos cerrados de TV situados en distintos puntos del tramo estudiado. Mide intensidad, velocidad y longitud del vehículo. Son no intrusivos y su aplicación principal es la detección de accidentes.

Estudios de la Velocidad

El tiempo que tarda un vehículo en recorrer un tramo determina la capacidad del tráfico. Se pueden medir velocidades instantáneas o medias.

Métodos para Velocidades Instantáneas

Cronómetros

Se establecen dos marcas en la calzada (ej. 100 m) y se mide el tiempo que tarda el vehículo en pasar de una a otra.

Medios Electrónicos

La base de medida se puede reducir a 2 o 3 metros.

Radar

Tienen la ventaja de no estar instalados sobre la carretera.

Cámaras

Se mide la distancia recorrida entre dos imágenes sucesivas.