CAPITULO II. MARCO TEÓRICO
SERVICIO CARACTERÍSTICAS DE LA OPERACIÓN
2.9. SEMAFORIZACIÓN 1 INTRODUCCIÓN
2.9.4. TEORÍA Y CONCEPTOS 1 Teoría de Colas
2.9.4.2. Tiempo de Entre Verde
Entre verde = Amarillo + Todo Rojo
Período que va desde que termina la verde para el movimiento que pierde derecho a vía, hasta el inicio de la verde para el movimiento siguiente en la secuencia de fases. Está compuesto por un tiempo de amarillo y un período todo rojo (que puede existir o no), se esquematiza en la Figura N° 06.
FIGURA Nº 06 Tiempo de Entreverde (y)
Fuente: Manual de Estudios de Ingeniería de Tránsito, TOMO XII, Manual Normativo, Programa de Asistencia Técnica en Transporte Urbano para las Ciudades Medias Mexicanas, Secretaria de Desarrollo Social – SEDESOL, México, 2002.
La indicación amarilla del semáforo sirve para prevenir a los conductores que otra fase pronto va a recibir el derecho de paso. El intervalo de entreverde, por tanto, debería ser lo suficientemente largo para permitir que los vehículos que son más grandes que la distancia de parada puedan frenar fácilmente. Asimismo, el intervalo de entreverde también debe permitir que los vehículos que se encuentran más allá de un punto donde no puedan retornar continúen atravesando la intersección con seguridad.
Este tema se denomina “El Concepto de la Zona de Dilema”. Si
el tiempo de entreverde es demasiado corto, solo aquellos vehículos que se encuentran cerca de la intersección estarían en condiciones de continuar su paso con seguridad. Asimismo, solo los vehículos que se encuentran razonablemente distantes tendrían un
tiempo adecuado para reaccionar a la señal de parada del semáforo. Aquellos quienes se encuentran por entrar en la “zona de dilema” o no tendrán tiempo suficiente para detenerse o para cruzar la intersección con seguridad.
Primero, vamos a calcular la distancia mínima de parada. La ecuación para esta distancia se presenta a continuación:
Intervalo de Cambio de Fase:
La función del intervalo de cambio de fase, es la de alertar a los usuarios de un cambio en la asignación del derecho al uso de la intersección del derecho al uso de la intersección. Para calcular el intervalo de cambio de fase, que considere el tiempo de reacción del conductor, tiempo y espacio de deceleración y el tiempo necesario de despeje de la intersección, de acuerdo a la figura N° 07, (Cal y Mayor & Rafael y Cárdenas, 2007).
Intervalo de Cambio de Fase = Ámbar + Todo Rojo
Ecuación (01)
Dónde:
y = intervalo de cambio de fase, ámbar mas todo rojo (s) t = tiempo de percepción-reacción del conductor (2/3 - 1 s)
v = velocidad de aproximación de los vehículos (m/s) a = tasa de deceleración.
W = ancho de la intersección (m)
L = longitud del vehículo predominante (2.65 m)
En la Ecuación 01 y en la Figura N° 07, el término v/2a representa el tiempo necesario para recorrer la distancia de parada con
deceleración a y velocidad v, y el término (W+L)/v es el tiempo para
cruzar la intersección. Los dos primeros términos, t+v/2a, identifican
el intervalo de cambio ámbar y el tercer término, (W+L)/v, se asocia
al intervalo de cambio todo rojo.
Distancia Mínima de Parada Segura (Dp):
Dp = dp + dr + df Ecuación (02)
Dónde:
dp =distancia recorrida durante el tiempo de percepción. dr =distancia recorrida durante el tiempo de reacción.
df =distancia recorrida durante el tiempo de frenado. dpr = dp + dr : distancia recorrida durante los tiempos de percepción y reacción.
Los diferentes componentes para el cálculo de la distancia de parada Dp, se esquematizan en la Figura N° 08.
FIGURA Nº 08 Distancia Minima de Parada Segura de una Vehiculo
De la Ecuación (02)
Dp = dpr + df
Dp = 0.274 x Vo x tr + Vo ᶺ 2 / (254 x [f ± G]) Ecuación (03)
Dónde:
Dp = Distancia mínima de parada segura (m) Vo = Velocidad inicial (km/h)
tr = Tiempo de Percepción/Reacción (seg), (0.50 – 4.00 seg –
de la mayoría de los conductores. (American Association of State Highway and Transpor, 2004)
f = Coeficiente de fricción G = Pendiente, en porcentaje
Luego, calculamos el tiempo requerido para que un vehículo que circula pueda atravesar la distancia mínima de parada segura y desalojar la intersección.
Tiempo de Desalojo de la Intersección:
T = 3.6 x (Dp + L + W) / Vo Ecuación (04)
Dónde:
T = Tiempo de desalojo de la intersección (seg) Vo = Velocidad inicial (km/h)
L = Longitud del vehículo (mt)
Dp = Distancia mínima de parada segura (mt) W = Ancho de la intersección (mt)
Tiempo de Cruce de Peatones:
PCT = W / V Ecuación (05)
Dónde:
PCT = Tiempo de cruce de peatones (seg) W = Ancho de la intersección (ft o mt)
V = Velocidad del peatón (usualmente 4 ft/seg o 1,22 mt/seg) Una vez que se haya considerado la seguridad tanto para los peatones como para los motoristas para la fase dada, se puede elegir el tiempo de entreverde. El tiempo de entreverde puede ser
igual tanto al tiempo de cruce peatonal como al tiempo de despeje de la intersección.
Como sabemos, el tiempo de entreverde está compuesto por el intervalo de amarillo y el intervalo de todo rojo. La colocación del tiempo de entreverde para estos intervalos por separado es un tema que debe ser resuelto por las condiciones locales. En algunas áreas, el tiempo de amarillo ha sido estandarizado para varias velocidades. Una opción distinta es colocar todos los períodos de entreverde calculados como intervalo de amarillo. Se podría tomar luego un período de todo rojo como una pequeña seguridad extra. Esto, sin embargo, podría incrementar las demoras en la intersección.
La velocidad de caminata de 4 ft/seg (1,22 m/seg), es citada por el
MUTCD (Manual on Uniform Traffic Control Devices – MUTCD 4D-
7 de los Estados Unidos) como “normal”. Existen, sin embargo,
varias categorías dentro de la población general que caminan en un índice más lento. Por ejemplo, algunas mujeres caminan más despacio que los hombres, los chicos muy jóvenes, los ancianos y los discapacitados también caminan más despacio. Investigaciones sobre las características peatonales verifican que más del 60% de los movimientos peatonales se hacen a menos de 4 ft/seg (1,22 m/seg) y el 15% camina por debajo de 3.5 ft/seg (1,07 m/seg).
Aunque esto podría implicar que se debería utilizar la velocidad de caminata de 3.5 ft/seg (1,07 m/seg), muchos ingenieros argumentan que este índice tan bajo crea tiempos de ciclo más largos que resultan en una mayor demora vehicular.
2.9.4.3. Tiempo de Cruce Peatonal, Intervalo de Verde