La guerra de la arena

Aquí os dejo el enlace a un interesante documental emitido en La Noche Temática de TVE este pasado sábado. 

"La arena como materia prima se ha infiltrado en todos los rincones de nuestro mundo. Se funde para transformarla en vidrio. De ella se extraen los minerales que se emplean para los microchips sin los que no existirían los ordenadores ni los móviles. Pero la industria con mayor apetito de arena es la construcción. Para construir una casa de tamaño medio hacen falta 200 toneladas. Cada kilómetro de autopista emplea 30.000 toneladas de arena."

Explotación, conservación y mantenimiento de las estaciones de aforo de vehículos, en la red de carreteras de la Comunidad Autónoma de Galicia. Años 1995 a 2002. (y 3)

Continuamos con esta tercera entrega explicando los datos que se pueden obtener de las estaciones de aforo de tráfico.

Datos recogidos

Los equipos de aforo, independientemente de la tecnología de detección empleada, pueden registrar los datos de dos maneras diferentes, bien de manera individual para cada vehículo o bien por grupos. El primer sistema consiste en efectuar un registro por cada detección. Esto significa que por cada vehículo que es detectado por el equipo de aforos se almacena, en un registro independiente de memoria, alguno de los siguientes datos básicos: día y hora, sentido, carril, velocidad y longitud. En el segundo sistema el equipo, aunque haya detectado esos mismos datos, no los almacena de manera individual, sino por grupos (franja horaria, carril, sentido, velocidad, longitud...) en base a una programación previa. Se entenderá mejor si ponemos dos ejemplos de cómo sería los datos almacenados para cada uno de ellos.

En la tabla siguiente vemos cómo podría ser un ejemplo de salida de datos del primer sistema (1 registro por vehículo):

Fecha	Hora	Sentido	Carril	Longitud	Velocidad
1/1/2001	9:02:24	1	1	4,56	85
1/1/2001	9:02:45	1	1	7,43	72
1/1/2001	9:03:03	2	2	4,12	96
1/1/2001	9:05:37	1	1	4,78	91

Y en esta otra, una hipotética salida del segundo sistema (registros agrupados):

Fecha	Hora	Sentido 1	Sentido 2	Total	Long <3	3<long<6	Long > 6	Vel<50	50<Vel<80	Vel > 80
1/1/2001	9:00	95	103	198	3	171	24	6	146	46
1/1/2001	10:00	109	115	224	4	199	21	5	168	51
1/1/2001	11:00	126	117	243	7	205	31	9	177	57
1/1/2001	12:00	114	107	221	4	189	28	5	163	53

En las cuatro horas que refleja la segunda tabla (y que generan sólo 4 registros) se han detectado un total de 886 vehículos. Con el primer sistema, en esas mismas 4 horas, se hubiese generado una tabla con 886 registros.

Lo lógico es utilizar la primera opción ya que aporta mucha más información, sin embargo tiene el inconveniente de que la capacidad de almacenamiento de datos necesaria es muchísimo mayor. Así, para una carretera con una IMD de 15.000 vehículos/día, el primer sistema almacenará una media de 15.000 registros por día, mientras que el segundo podría reducirse a 24 registros diarios (1 por hora).

Los equipos de aforo suelen estar limitados, en sus horas de funcionamiento, por dos factores:

• La autonomía que les dan las baterías o el sistema de alimentación eléctrico. En el momento en que se agota la batería o se corta el suministro eléctrico los equipos dejan de aforar.
• La capacidad de la memoria de almacenamiento de datos. En el momento en que la memoria de almacenamiento de datos se llena pueden suceder dos cosas, o bien deja de contar, o bien se empieza a almacenar datos sobre los datos más antiguos de la memoria, con lo cual se pierden datos.

Cada día los equipos poseen más capacidad de almacenamiento y cada día es más fácil conectar los equipos a la red eléctrica o a paneles solares, olvidándonos de las engorrosas baterías, lo cual se traduce en una mayor autonomía de los mismos. Esto hace que los nuevos equipos tiendan a registrar los datos de manera individualizada. Sin embargo, a la hora de procesar los datos de todo un año, se tiende a agrupar en franjas horarias los datos registrados de manera individual, ya que si no se efectuase así, se generarían unas bases de datos muy pesadas que serían muy difíciles de gestionar (sobre todo si se está explotando una red de carreteras con cientos de estaciones de aforo). Es por ello que, aunque el equipo registre individualmente los vehículos, su tratamiento posterior se realiza de manera agrupada por horas. 

Durante el desarrollo de estos trabajos desarrollamos una ficha de datos por cada estación que recogía toda la información del tráfico registrado por la misma. Adjuntamos ejemplo de una estación:

Esta ficha poseen cinco bloques de datos consistentes en datos generales, variación mensual, semana media, día medio y evolución anual. Los datos generales, ubicados en la parte superior de la ficha, sirven para emplazar la estación (denominación, carretera, pk y tipo de estación) y conocer los datos de aforo principales (I.M.D., porcentaje de pesados y las intensidades de proyecto I30 e I100). 

En la semana media se refleja la variación de la intensidad diaria y el porcentaje de pesados en función del día de la semana a lo largo de todo el año estudiado. De esta forma se puede comprobar la variación del tráfico entre el fin de semana y los días laborales. En la variación mensual se refleja la evolución de los dos parámetros anteriores en función de los diferentes meses del año.  

Finalmente, en la parte inferior de la ficha se recoge la variación de la intensidad horaria media anual a lo largo del día, diferenciando entre día medio, día laborable y día festivo. En la parte derecha de la ficha se ha representado gráficamente la variación de esos parámetros, referenciándoles no como valor absoluto, sino como porcentaje de la I.M.D. del año en curso para así poder comparar unas estaciones con otras con mayor facilidad.

Para finalizar también se incluye la evolución de la I.M.D. anual durante los últimos años.

Con toda esta información recogida por las diferentes estaciones de aforos distribuidas por la red de carreteras de la Xunta de Galicia se elaboró cada año la memoria de aforos que incluye a su vez mapas de tráfico de la red explotada.

Adjuntamos enlace a la página de la Xunta de Galicia desde donde se pueden descargar las últimas memorias de tráfico.

 

Explotación, conservación y mantenimiento de las estaciones de aforo de vehículos, en la red de carreteras de la Comunidad Autónoma de Galicia. Años 1995 a 2002. (y 2)

Continúo con la segunda parte de este artículo.

Tipos de estaciones de aforo

Como se ha comentado en un apartado anterior, se dispone de dos herramientas para el conocimiento del tráfico que circula por la red de carreteras: por una parte están los aforos manuales y por otro los realizados por los equipos de aforo. Será ésta última la herramienta básica para el conocimiento del tráfico de la red, quedando la primera relegada a estudios puntuales más detallados o bien para aportar más información aforos puntuales. Durante mis años al frente de los aforos de la red de carreteras de la Xunta de Galicia se utilizaron dos tipos de estaciones de aforo, las de detección magnética (denominadas como estaciones fijas) y las de detección neumática (también denominadas como gomas). 

Las primeras tienen su fundamento en el campo magnético que induce sobre una espira o bobina un cuerpo metálico en movimiento. Como los vehículos son cuerpos metálicos en movimiento si colocamos unas espiras en el pavimento de la carretera éstas serán capaces de registrar las variaciones del campo magnético que generan los vehículos al circular y por tanto, podrán contar los vehículos que circulan sobre ella. Para disponer de una estación de detección magnética necesitaremos insertar espiras en el firme de la carretera. Si disponemos de dos bucles o espiras por carril podremos discretizar el tráfico por sentidos de circulación y por su longitud (lo que nos servirá para diferenciar entre las diferentes categorías de vehículos ligeros y pesados). Además, podremos conocer las velocidades de los vehículos que circulan por ellas. 

La detección neumática se fundamenta en la onda neumática que se genera en el interior de un tubo elástico hueco al recibir un impacto que lo aplasta. Si disponemos un tubo de estas características atravesando una carretera las ruedas de los vehículos aplastarán el tubo al circular sobre él, generando en su interior la consiguiente onda neumática que será detectada por la membrana sensible del equipo electrónico de contaje. Lógicamente este sistema detectará el número de ejes que circulan sobre el tubo. Sin embargo, el equipo, en función del tiempo transcurrido entre ejes puede llegar a determinar el número de vehículos que circulan por la sección con un error admisible. Si deseamos discriminar por sentidos, necesitaremos disponer dos tubos paralelos atravesando la calzada, de tal manera que el equipo pueda diferenciar el sentido del vehículo en función de cual de los dos tubos transmita primero el impulso neumático. Este tipo de detección no permite discriminar entre ligeros y pesados de una manera fiable, por lo que suelen acompañarse de aforos manuales que permitan determinar el volumen de vehículos pesados.

A la vista de lo anterior, vemos que las estaciones de detección magnética proporcionan unos datos más completos y fiables ya que permiten una diferenciación entre vehículos ligeros y pesados, discriminación por sentidos, cálculo de velocidades, etc, sin embargo exigen una instalación fija consistente en la construcción de las espiras embebidas en el firme, así como las casetas para alojar los equipos de aforo. Por su parte, las estaciones de detección neumáticas son movibles y pueden ubicarse en muchas secciones de control sin necesidad de una infraestructura fija. 

Estas son las dos tecnologías básicas empleadas por mi equipo durante los años que estuve desarrollando esta actividad, sin embargo existen otras tecnologías de reciente creación (como los equipos de detección radar) que aportan una serie de ventajas sobre las anteriores y que se están implantando con fuerza en algunas administraciones.

Asociando estas dos tecnologías de detección al Plan de Aforos visto en el artículo anterior, la Subdirección Xeral de Estradas decidió adoptar una tipología de estaciones ligeramente diferente a la empleada por la Dirección General de Carreteras del Ministerio de Fomento en el Plan Nacional de Aforos (permanentes, primarias, secundarias y de cobertura). La tipología empleada clasificó las estaciones en: 

• Estaciones Permanentes: Son estaciones en las que se aforan todas las horas de todos los días del año, por medio de un registrador de detección magnética, realizando una clasificación de los vehículos entre ligeros y pesados. Al realizar una recogida de datos de una manera continua a lo largo de todo el año, estas estaciones nos permiten un conocimiento de las variaciones típicas del tráfico (anual, mensual, semanal y diaria).
• Estaciones Semipermanentes: Este tipo de estaciones deben aforar por medio de un registrador de detección magnética durante periodos de 30 días en meses alternos, de tal manera que a lo largo del año hayan registrado el tráfico durante seis meses. La información registrada por estas estaciones nos van a permitir, con el apoyo en las estaciones permanentes, estudiar las variaciones del tráfico horarias, diarias y mensuales. 
• Estaciones Complementarias: Se considerarán estaciones complementarias todas aquellas que no entran en las tipologías anteriores. Dentro de esta categoría nos vamos a encontrar con dos subtipologías, aquellas que utilizan la detección magnética y por tanto son estaciones fijas, y las que utilizan la detección neumática, y por tanto son estaciones no fijas. En el primer caso, las estaciones deberán registrar datos al menos durante dos periodos de 30 días no consecutivos. Las estaciones neumáticas deberán registrar datos durante al menos un periodo de una semana completa, efectuando un aforo manual de 1 hora para discriminar entre el tráfico ligero y el pesado (ya que como vimos estos equipos no realizan esa discriminación de manera fiable).

Construcción del puente de Rande

No puedo resistirme a poner un enlace a un vídeo que he visto en Youtube. Se trata de un vídeo antiguo sobre la construcción del Puente de Rande en Vigo. Espero que disfrutéis con él...

Explotación, conservación y mantenimiento de las estaciones de aforo de vehículos, en la red de carreteras de la Comunidad Autónoma de Galicia. Años 1995 a 2002.

Desde principios de 1996 hasta enero de 2003 fui el responsable, por parte de la empresa Tranor ante la Xunta de Galicia, de la explotación, conservación y mantenimiento de la red de estaciones de aforo de su red de carreteras. La idea de este artículo es describir brevemente el alcance de los trabajos realizados en esos contratos. 

El objetivo final de este tipo de trabajos es el conocimiento del tráfico que circula por todas las carreteras de la red a lo largo de un año, así como las características del mismo (variaciones horarias, diarias, mensuales, composición del tráfico, etc...). Estos datos, posteriormente son utilizados, entre otras cosas, para el diseño de la carretera (número de carriles, necesidad de carriles lentos, diseño del paquete de firme, diseño de intersecciones, etc....), priorización de inversiones, determinación de tramos de concentración de accidentes (T.C.A.), etc. 

Los trabajos que se desarrollaron son tan amplios que necesitaré varios artículos para ir describiendo cada uno de ellos. Indico la relación de trabajos que desarrollaré en artículos por separado:

• ELABORACIÓN DEL PLAN DE AFOROS 

• TIPOS DE ESTACIONES DE AFORO

• DATOS RECOGIDOS

PLAN DE AFOROS

Para el conocimiento y caracterización del tráfico que circula por una carretera disponemos de dos herramientas fundamentales:

• Aforos manuales: Son recuentos realizados de manera manual por personal especializado, durante un periodo de tiempo no excesivamente largo (normalmente inferiores a 5 horas seguidas para evitar el cansancio del personal) sobre una sección de carretera determinada. Los aforos manuales actualmente ya sólo se utilizan para estudios de tráfico muy localizados (intersecciones, glorietas, accesos, etc.).

• Aforos automáticos: Consisten, igualmente, en recuentos efectuados por dispositivos electrónicos conectados a sensores magnéticos y neumáticos que se instalan en una sección determinada de la carretera (aunque ya existen en el mercado nuevas tecnologías basadas en sensores tipo rádar o de ultrasonidos). Los periodos de contaje, obviamente son muy superiores a los manuales y dependerán de la autonomía de las fuentes de alimentación de los equipos.  

Para poder tener datos de todas las carreteras, teniendo en cuenta la amplitud de la red a aforar y la escasez de los equipos disponibles, se hace necesaria una optimización de los recursos. Para ello es necesario realizar un Plan de Aforos que nos indicará cuando y cómo se deben aforar las carreteras. 

La primera labor para definir un Plan de Aforos es tramificar la red, actividad que consiste en dividirla en tramos en los que se prevean condiciones similares de tráfico. Si los medios fuesen ilimitados habría que registrar datos en cada uno de los tramos todos los días para poder conseguir el objetivo de tener datos en todos ellos. Esa situación ideal es muy difícil de alcanzar ya requería de un inversión muy cuantiosa en equipos y en construcción de estaciones de aforo. 

Lo habitual es contar con un número de equipos muy inferior al número de tramos de la red, por lo que para conseguir tener datos de todos es necesario ir moviendo los equipos de tramo en tramo registrando datos en periodos cortos de tiempo. De esa manera cada equipo puede cubrir varios tramos de la red a lo largo de todo un año. 

Hemos visto que la tramificación de la red consiste en identificar tramos en los que, se supone, que el tráfico es similar. De esta forma sólo será necesario efectuar un aforo en cada tramo, ya que tráfico registrado se supone que será el mismo en todo él. Una vez que se tiene tramificada una red de carreteras se conoce el número de secciones de control o estaciones de aforo que serán necesarias para conocer el tráfico de toda la red (una por tramo).

Para obtener datos de aforo con cierta "calidad" es necesario que los equipos registren de manera continuada a lo largo de intervalos de longitud significativa (lo ideal sería el año completo). Este compromiso se contrapone a la idea de ir moviéndo los equipos para cubrir el mayor número posible de tramos (cuanto más se muevan menos tiempo estarán aforando en un tramo). 

Para poder conseguir los dos objetivos, esto es, unos datos fiables (lo que exige periodos largos de aforo) y una optimización de los equipos (lo que exige periodos cortos por cada estación para que un equipo sirva para aforar muchos tramos), se recurre al método de muestreo. Este método consiste básicamente en recoger una información exhaustiva en un número pequeño de secciones elegidas en los tramos más significativos de la red de las que se deducen las leyes de variación del tráfico que posteriormente se aplican al resto de las secciones, en las que se han registrado datos en intervalos más cortos de tiempo.

El método de muestreo da lugar a la clasificación de las estaciones de aforo. Tradicionalmente éstas se clasificaron en estaciones permanentes, primarias, secundarias y de cobertura. La diferenciación entre unas y otras estriba en el tiempo que a lo largo de un año son aforadas unas y otras, así las permanentes se aforan todos los días del año y las de cobertura apenas unos pocos días al año. 

De las permanentes se obtienen las leyes de comportamiento del tráfico (intensidad media diaria, intensidades horarias, día medio, semana media, distribución anual, etc...). De las de cobertura solo se obtiene el tráfico durante unos días, pero gracias a la comparación con una estación permanente homóloga en cuanto a comportamiento de tráfico, se puede estimar, de manera razonable, el comportamiento del tráfico durante todo el año. Estas comparaciones entre estaciones permanentes y el resto se denominan reglas de afinidad. Es por ello que las estaciones permanentes juegan un papel muy importante en el desarrollo de un plan de aforos ya que en base a ellas, y por reglas de afinidad, se llega a conocer el tráfico de toda la red de carreteras. Por tanto, es de gran importancia elegir cuantas estaciones permanentes va a tener nuestra red y en qué tramos las vamos a ubicar, ya que éstas han de recoger todas las tipologías de tráficos de la manera más ajustada para que nos sirvan de base para "reconstruir" por métodos de afinidad el tráfico de todas las estaciones no permanentes durante los periodos del año que no han sido aforadas.

Así pues, y a modo de resumen, la Administración que gestiona una red de carreteras, no posee equipos suficientes para registrar de manera continuada el tráfico que circula por su red. Es por ello, que se hace necesaria una optimización de los equipos disponibles. Para ello se actúa en dos frentes, el primero tramificando la red y el segundo planificando la ubicación de los equipos (para este fin las secciones de control o estaciones se clasifican en categorías en función de los periodos de tiempo que capturan datos). Estas dos labores conjuntas conforman la esencia de un Plan de Aforos, que consistirá básicamente en planificar donde y como efectuar los diferentes aforos o contajes de vehículos. Normalmente, los planes de aforos suelen tener una duración de cinco años, al final del cual se dispondrá de suficiente información para caracterizar el tráfico de una red de carreteras. Durante ese periodo de cinco años, es conveniente haber aforado, al menos una vez, todos los tramos de la red.