¿PARA QUÉ SIRVE EL DÍA SIN CARRO?
UN ENFOQUE DESDE EL IMPACTO EN CONGESTIÓN DEL
VEHÍCULO PARTICULAR
PROYECTO DE GRADO PARA OPTAR POR EL TÍTULO
INGENIERO CIVIL
Carlos Andrés Campo Osorio
Asesor:
Germán Camilo Lleras Echeverri
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL
BOGOTÁ D.C.
Diciembre de 2005
Agradecimientos
Quiero agradecer a quienes me apoyaron en el desarrollo de mi proyecto de grado. Primero, a mi asesor Germán Lleras, quien me guió y me ayudo enfocarme en una manera concreta de abordar el problema de la congestión.
También los ingenieros Heriberto Triana, Subsecretario Técnico de la STT, Adriana Rodríguez y Jesús Díaz, profesionales de la Secretaría Técnica, quienes me brindaron información valiosa para realizar los cálculos y me aclararon algunas dudas sobre los datos.
Además, a Carlos López, quien me facilitó un manual que me sirvió para desarrollar la metodología de cálculo.
Por último, a Rafael Pardo, con quien se tuvo una retroalimentación entre proyectos de grado relacionados.
Tabla de Contenidos Lista de Cuadros ... 5 Lista de Gráficas... 7 1. Introducción ... 8 1.1. Introducción a la problemática...8 1.2. Justificación ...10 1.3 Objetivos ...11 2. Marco Teórico...14 2.1 Introducción ...14
2.2 Generalidades Congestión Vehicular...15
2.2.1. Definición y formulación básica ...15
2.2.2 Causas...16
2.2.3 Costos...17
2.2.4 Soluciones ...18
2.2.5 Modelos ...22
2.2.6 Situación Estados Unidos (M obility Report 2005)...32
2.2.7 Situación Bogotá (PM T JICA y PM S IDU)...37
2.2.8 Comparación situaciones y estrategias ...45
2.3 Capacidad y Nivel de Servicio en Intersecciones Semaforizadas...46
2.4. Día del No Carro ...49
2.4.1 Generalidades ...49
2.4.1 Impactos ...49
2.4.2 Equidad ...51
2.4.3 Aplicaciones ...51
2.4.4 Barreras de implementación ...52
2.4.5 Guías de Diseño de Calles ...52
2.4.6 Día del No Carro en el Mundo y efectos posteriores ...54
2.4.7 Día del No Carro en Bogotá ...54
2.4.8 Conclusión ...57
3. Información ...58
3.1 Descripción ...58
3.2 Análisis de la información ...59
3.3 Intersecciones semaforizadas ...60
Las intersecciones semaforizadas son las siguientes: ...60
3.3.1 Carrera 10 por Calle 27 Sur ...61
3.3.2 Carrera 10 por Calle 19 ...62
3.3.3 Avenida 1 de M ayo por Carrera 35A...63
3.3.4 Avenida 1 de M ayo por Carrera 63...64
3.3.5 Avenida 19 por Calle 134 ...64
3.3.6 Avenida Suba por Avenida Boyacá ...65
3.3.7 Calle 13 por Carrera 60 ...66
3.3.8 Calle 53 por Avenida Boyacá ...66
3.3.9 Carrera 11 por Calle 72 ...67
4. Metodología ...68
4.2 Procedimiento de Cálculo ...68
5. Análisis de Resultados...73
5.1 Análisis de la situación actual ...73
5.1.1 Carrera 10 por Calle 27 Sur ...73
5.1.2 Carrera 10 por Calle 19 ...76
5.1.3 Avenida 1 de M ayo por Carrera 35A...78
5.1.4 Avenida 1 de M ayo por Carrera 63...79
5.1.5 Avenida 19 por Calle 134 ...80
5.1.6 Avenida Boyacá por Avenida Suba ...82
5.1.7 Calle 13 por Carrera 60 ...83
5.1.8 Calle 53 por Avenida Boyacá ...85
5.1.9 Carrera 11 por Calle 72 ...87
5.1.10 Intersecciones ...89
5.2 Análisis de políticas aplicables ...91
5.2.1 Definición de Políticas Probables ...92
5.2.2 Resultados de aplicación ...96
6. Conclusiones Generales...102
7. Referencias...108
Lista de Cuadros
Cuadro 1: Ventajas y desventajas de planeación desde la oferta…….19
Cuadro 2: Ventajas y desventajas de planeación desde la demanda...20
Cuadro 3: Estadísticas de Congestión E.E.U.U 1982-2003………33
Cuadro 4: Lista de los Proyectos de Mejoramiento de Vías Actuales...40
Cuadro 5: Lista de Proyectos de Construcción de Nuevas Vías………40
Cuadro 6: Listas de Proyectos sobre Manejo de Tráfico………..41
Cuadro 7: Evaluación de políticas tipo TDM………...43
Cuadro 8 STT: Velocidad de viaje en km/h……….44
Cuadro 9: Tiempo de viaje en min………44
Cuadro 10: Resumen del impacto en los viajes……….50
Cuadro 11: Impactos sobre la equidad………51
Cuadro 12: Aplicaciones de Planeación sin carro………..52
Cuadro 13: Accidentes y Sanciones DNC Bogotá ………56
Cuadro 14: Intersecciones semaforizadas………..60
Cuadro 15: Factores de ajuste para flujo de saturación………70
Cuadro 16: Criterios Nivel Servicio………...72
Cuadro 17: Estado actual para Cr10XCll27S………..73
Cuadro 18: Estado actual para Cr10XCll19……….76
Cuadro 19: Estado actual para AV1MayoXCr35A………..78
Cuadro 20: Estado actual para AV1MayoXCr63……….79
Cuadro 21: Estado actual para AV19XCll.134……….80
Cuadro 23: Estado actual para Calle 13 por Carrera 60……….84
Cuadro 24: Estado actual para Calle 53 por Avenida Boyacá………...85
Cuadro 25: Estado actual para Calle 53 por Avenida Boyacá día alterno...86
Cuadro 26: Estado actual para Calle 72 por Carrera 11……….86
Cuadro 27: Demora y Nivel de Servicio para Intersecciones……….89
Cuadro 28: Resultados encuesta………90
Cuadro 29: Política 1 para la CR10XCL19………96
Cuadro 30: Política 1 para la CR11XCL72………96
Cuadro 31: Política 2 para Carrera 10 por Calle19………..97
Cuadro 32: Política 2 para Carrera 11 por Calle 72……….98
Cuadro 33: Políticas 1 y 2 para Carrera 10 por Calle 19……….99
Cuadro 34: Política 3 para Calle 53 por Avenida Boyacá………...99
Cuadro 35: Políticas 1 y 3 para Calle 53 por Avenida Boyacá………...100
Cuadro 36: Política 7 para Carrera 10 por Calle 19………..101
Cuadro A.1: Resumen de las soluciones con o sin tarifación……….112
Cuadro A.2.: Respuestas de la encuesta realizada………..113
Cuadro A.3.: Costos de mantenimiento vial en 1996 según el PMT………..113
Cuadro A.4.: Costos de construcción de nuevas vías en 1996………...114
Cuadro A.5.: Costo de proyectos de manejo de tráfico en 1996……….114
Cuadro A.6.: Tramos para estudio: Troncales y Colectoras……….115
Lista de Gráficas
Gráfica 1: Modelo de Congestión Bull………..16
Gráfica 2: Relación costo de viaje-volumen para modelo canónico………23
Gráfica 3: Evolución porcentual de la congestión en E.E.U.U……….34
Gráfica 4: Crecimiento de la congestión en E.E.U.U. 1982,1993, 2002……….34
Gráfica 5: Causas de la congestión en E.E.U.U……….35
Gráfica 6: Promedio de velocidad de viaje (hora pico mañana)………..38
Gráfica 7: Principales razones de la congestión de tráfico en vías principales.39 Gráfica 8: Resumen del Plan de Manejo de la Demanda de Transporte………42
Gráfica 9: CR10XCL27S……….61
Gráfica 10: CR10 X CL19………62
Gráfica 11: AV 1Mayo X CR 35ª……….63
Gráfica 12: AV 1Mayo X CR 63………. 64
Gráfica 13: AV19XCL134………64
Gráfica 14: Esquema AV Suba X AV Boyacá………..65
Gráfica 15: Esquema CL13 X CR60………..66
Gráfica 16: Esquema Calle 53 X Avenida Boyacá………..66
Gráfica 17: Esquema Carrera 11 por Calle 72……….67
1. Introducción
1.1. Introducción a la problemática
Cuando comenzó a popularizarse el vehículo particular motorizado, hace unos 100 años, no se pensaba en la saturación de este sistema de transporte.1 Con el pasar de los años se previó que se debía ampliar la capacidad vial para albergar el vehículo particular; una solución natural para la época que se volvió costumbre hasta nuestros días, inclusive en ciudades en vía de desarrollo como Bogotá, sin tantos recursos como las ciudades estadounidenses, líderes absolutas en expansión vial. El transporte público no se integró a la solución y se siguió viendo como el medio de transporte para las personas de menores recursos. A diferencia de otras ciudades en el mundo que también sufren con la congestión causada por el vehículo privado, las personas con pocos recursos son mayoría en Bogotá y en el resto de Colombia. Por lo tanto, una visión del transporte enfocada en mejorar la oferta de una minoría es culpable de la situación vivida hoy en Bogotá. En los últimos 25 años, ante la experiencia de ciudades Europeas (Londres, París) y algunas estadounidenses (New York, Boston) con el ‘subway’ como el modo de transporte masivo, y más recientemente, ante la crisis de congestión en ciudades como Los Angeles, Londres, Miami y Mexico D.F., entre otras, ha habido una preocupación creciente internacional por la búsqueda de un sistema o varios sistemas de transporte interconectados y a la vez sostenibles, unidos a unas estrategias y una gestión adecuadas desde el punto de vista técnico, político y económico.
1
Aunque las medidas restrictivas por congestión se remontan hasta el Antiguo Imperio Romano y en Bogotá se llegó a restringir la circulación de carrozas, el aire progresista y la corriente positivista que trajo la revolución industrial desestimó este problema en los inicios del transporte moderno, con énfasis en soluciones sobre la oferta.
En nuestra experiencia, desde hace casi dos décadas ha crecido la preocupación por la congestión y otras externalidades generadas en gran parte por el vehículo particular. Además, a diferencia de los países industrializados, está la preocupación por un transporte no sólo sostenible sino equitativo, teniendo en cuenta que alrededor 75% de la gente en Bogotá no tiene acceso a un vehículo particular.2 La búsqueda por superar estos problemas se ha materializado en medidas cortoplazistas de desestimulación de consumo como el ‘pico y placa’ y en otras más estratégicas, como la creación de un sistema del sistema transporte masivo Transmilenio. Sin embargo, existen muchos otros temas sobre los cuales trabajar que no implican mucha inversión en infraestructura. Por ejemplo: la regulación del transporte público y las mejoras en sistemas de tráfico y diseño geométrico; iniciativas pedagógicas para que seamos usuarios más responsables y eficientes; creación de incentivos económicos para internalizar las externalidades relacionadas con el vehículo particular. Todo lo anterior busca reducir la congestión a través de una disminución de la demanda. Se busca entender también, ¿por qué Bogotá, que tiene una relación automóvil/Km-carril. de vías cercano a (130)3 comparable con algunas ciudades norteamericanas como Miami presenta peores niveles de congestión? ¿Es una ciudad bien diseñada para carros? ¿Necesita serlo? Estas y muchas otras preguntas se pueden responder mediante nuevos experimentos que nos permitan entender cómo se comporta la ciudad bajo diferentes parámetros.
Por tal motivo, Bogotá, junto con ciudades europeas como Roma y otras ciudades en el antiguo continente y de otros países alrededor del mundo, ha sido pionera en la implementación del “Día Sin Carro”, celebrado ininterrumpidamente desde el 2000 en febrero. El tema ha cobrado tal importancia que muchas ciudades en Latinoamérica y en Colombia han intentado la medida y la iniciativa ha sido respaldada mundialmente por la ONU. Lamentablemente, la opinión común sobre la implementación del “Día Sin Carro”
2
Fuente: Cálculos propios a partir de información de la STT, el IDU y el UAR para Miami. 3
es que ésta es una medida muy superficial e inútil resultado de un capricho del mandatario de turno. Realmente no es así. Es una oportunidad muy valiosa que, desde el punto de vista efectivista e inmediatista sirve para poco, pero desde la óptica de la planeación y la visión a futuro, puede servir para que los encargados de la planeación urbana diseñen sistemas y planteen políticas junto con la comunidad para hacer de Bogotá una ciudad en la que se pueda vivir mejor en 20 ó 30 años. Sirve para entender el comportamiento sin carros (el otro, se puede ver los otros 364 días) y así estimar con mayor precisión las variables relacionadas con la congestión al reducirse su número. No se puede olvidar también, que sirve para mostrarle a la gente que sin carro se puede vivir y que la sociedad debe estar preparada para un futuro en el que el carro va a disminuir su importancia considerablemente.
1.2. Justificación
El Día del No Carro es una política de transporte muy reciente que poco se ha estudiado pero que ha generado muchos comentarios por parte de la sociedad e inclusive por parte de los miembros de la administración distrital. Los comentarios, positivos o negativos, se centran en dos bandos: los que ven a este día como una experiencia pedagógica interesante y los que sienten que es una inutilidad hasta con efectos negativos principalmente económicos. Sin embargo, ambas opiniones parten de una preconcepción: el Día Sin Carro únicamente busca un resultado inmediato en términos de congestión, accidentalidad y contaminación y una enseñanza a los ciudadanos dueños de carros. Esta idea hace que pierda su validez y sea visto como un capricho por parte de las autoridades distritales, cuando realmente el Día Sin Carro busca resultados a largo plazo. Estos resultados se dividen entre el lado pedagógico y el lado técnico. La parte pedagógica, dado su fácil entendimiento, ha sido ampliamente divulgada en la publicidad y los foros de discusión al respecto. Básicamente, esta consiste en enseñar a una minoría ciudadana que puede transportarse sin la necesidad de su vehículo particular. Aunque un objetivo muy
válido, esta investigación no se concentrará en este aspecto. Buscará demostrar por qué el Día Sin Carro sirve para más que eso, objetivo que se definirá a continuación.
1.3 Objetivos
Principalmente, este estudió se enfocará en demostrar la utilidad del Día Sin Carro o Día del No Carro para medir y caracterizar el impacto del vehículo particular en la congestión vehicular de forma indirecta vista como un efecto en tiempos de viaje. Además, a partir de esto surgen varias preguntas para las cuales se busca conseguir respuestas, tales como:
• ¿En qué tanto porcentaje se aumenta o reduce la congestión con la restricción del vehículo particular? Por deducción, ¿cuál sería un estimativo adecuado para el impacto del vehículo particular en términos de congestión? ¿Comparando esto con los estimativos tradicionales utilizando relaciones aritméticas simples, que conclusiones se pueden sacar?
• Si aún el impacto es grande relativamente al del transporte público, ¿cuán mayor sería con un mejoramiento operativo de este último (conexión con pregunta anterior)?
• ¿Qué tan grande es el impacto de la interacción entre carros y buses frente a sólo buses? ¿Se podría modelar de alguna forma para llegar a conclusiones más profundas?
• ¿Están las vías y los sistemas de tráfico diseñados adecuadamente para servicio público o transporte particular? ¿Ha habido una planeación adecuada y coherente a través del tiempo de acuerdo con un beneficio social?
• ¿En medio de esta discusión, dónde aparece el transporte de carga? ¿Cómo funciona en el Día del No Carro, se incrementan o disminuyen los costos? Puede este experimento servir para incluir el transporte de carga
en un nuevo plan de reducción de la demanda de carros, minimizando los costos de transporte?
Además de estas preguntas cruciales, quedarán otras más preguntas y otros objetivos relacionados con la metodología de la investigación y temas relacionados, que pueden no tratarse varios en la tesis pero que hacen parte de la inquietud primaria, tales como:
• ¿Son adecuados los datos que recopilan en el Día del No Carro para hacer un estudio sistemático de éste? De no ser así, ¿qué de esto se podría mejorar la recopilación de datos y la creación de un sistema con objetivos claros para que se genere una base de datos completa a partir de los próximos DNC? ¿Cómo podría aprovecharlos alguien que se este interesado en seguir trabajando sobre el tema?
• Explorar la relación entre la congestión y las demás externalidades, como contaminación y accidentalidad.
• Trabajar sobre el impacto de estas en el contexto del DNC.
• Complementar el trabajo sobre congestión con uno de generación de viajes (investigación en proceso) para averiguar si hay exceso o deficiencias de buses en las rutas existentes o exceso o deficiencias de rutas.
• ¿Qué ocurre con Transmilenio en el Día del No Carro? ¿Es suficiente la capacidad instalada hasta ahora? De no ser así, será suficiente cuando se terminen todas las etapas?
• Cuáles son las posibilidades reales en términos económicos, políticos y sociales y las consecuencias posibles de extender la restricción sobre la circulación de los vehículos particulares?
La mejor forma de responder muchas de los preguntas es con una análisis del nivel de servicio en intersecciones semaforizadas, ya que representa fielmente el
nivel de congestión urbana. Comparando datos de días corrientes y días sin carro es el camino para medir el impacto del vehículo particular.
Se tiene la hipótesis de que la congestión debe disminuir al menos gradualmente por simple sentido común. Es lo más probable que ocurra, porque al restringirse la mayoría de los vehículos particulares y el resto mantenerse aproximadamente constante, el volumen debe disminuir y por ende las demoras. Entonces, si es tan probable, ¿Por qué realizar tantos cálculos?
Si bien la relación de causalidad entre volumen y demora es clara, no lo es su magnitud. La sensibilidad de una variable frente al cambio de otra es lo que permitirá cumplir los objetivos. Un método muy confiable y que se refina constantemente, el del cálculo de nivel de servicio en intersecciones semaforizadas, se presenta como la manera más viable de llegar a las conclusiones buscadas.
2. M arco Teórico
2.1 Introducción
Antes de comenzar el análisis sobre la importancia y las aplicaciones investigativas del Día del No Carro dentro del marco de la congestión vehicular, es fundamental introducir el marco conceptual que cubre estos temas con el motivo de sentar las bases teóricas del estudio. De esta manera lo que se encuentre como resultado de la investigación estará cimentado sobre los antecedentes en estos los temas y el trabajo no será meramente especulativo.
Principalmente se trabajarán dos temas: la congestión y el Día del No Carro, al ser los ejes temáticos de la investigación. Esto dicho, cabe especificar que la mayor cantidad de información viene de parte de la congestión dado que, al ser un fenómeno prácticamente intrínseco al transporte, ha recibido atención de los investigadores en los últimos 50 años. Algo muy distinto es el Día del No Carro, una política que lleva menos de una década de implementación. No obstante, se cubrirán ambos temas con la importancia que merecen.
Se presentará el tema de la congestión tanto en el ámbito internacional (principalmente Estados Unidos) como en el Colombiano desde la perspectiva de artículos académicos/libros (documentos que principalmente intentan encontrar principios generales a través de la abstracción) y estudios prácticos (reportes específicos que principalmente intentan diagnosticar un situación y plantear soluciones prácticas a un problema real). A su vez, el tema de la congestión será subdividido en las categorías principales que lo componen. Algunas de estas parecerán desviarse un poco del tema, pero se contemplan en el escrito porque se tendrán en cuenta de manera implícita a la hora de realizar el análisis central de la investigación. Posteriormente se introducirán definiciones y conceptos básicos sobre capacidad y nivel de servicio en interecciones
semaforizadas. Esta parte de la teoría es la más importante en este proyecto porque tiene aplicación directa en los cálculos.
Por lo tanto, la mayoría de esta sección la abarcará una recopilación filtrada muy breve pero relevante de distinto material que he estimado confiable. Acompañado de esto se encontrarán, en mucha menor escala, comentarios propios que respetan la autoridad de los autores citados pero que son necesarios para definir una base argumental original que se extenderá en el desarrollo posterior de la tesis. Estos comentarios o conclusiones parciales serán más frecuentes cuando se discuta el fenómeno de la congestión dado que no se harán de forma explícita y directa una vez la investigación se concentre en la utilidad del Día del No Carro en Bogotá D.C. y el impacto de la congestión sea analizado dentro de este contexto. De esto se deriva que la subsección del marco teórico sobre el Día No Carro será más descriptiva, tornándose más argumental en las siguientes secciones.
2.2 Generalidades Congestión Vehicular
2.2.1. Definición y formulación básica
Citando a Thomson y Bull (2001)4, “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”. En otras palabras se considera que hay congestión cuando el tiempo de viaje es mayor a 1.0 veces a cuando el viaje se realiza a velocidad de flujo libre (TTI>1). En términos más prácticos, la congestión se toma a valores un poco más altos, o a valores porcentuales de la velocidad de flujo libre, aunque la precisión en la definición no es tan importante como el entendimiento del problema. La gráfica 1 presenta un modelo sencillo de congestión, desarrollado por Bull (2003) y también explicado por Vargas (2003)5.
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“ Congestión de Tránsito: el problema y cómo enfrentarlo.” Capítulo II, pag. 23. 5
Gráfica 1: Modelo de Congestión Bull
Algo muy importante a concluir de este modelo es el crecimiento exponencial de los tiempos de espera. Inclusive, el crecimiento puede ser aún más pronunciado, si se tienen en cuenta los errores de conducción de los individuos, que en una situación de congestión pueden llevar fácilmente a hipercongestión, un fenómeno en el que el flujo es tan lento que raya en la imposibilidad. También se pueden intuir las fallas de mercado que introduce el fenómeno. En términos económicos, la congestión es considerada externalidad porque los costos de quienes la causan no son del todo percibidos por los mismos, en parte también resultado de asimetría de información inherente.
2.2.2 Causas
Las causas principales de la congestión son:
• Inadecuado diseño geométrico de las vías.
• Una demanda que supera la capacidad vial en algunas horas del día.
• Inadecuada señalización y operación de las vías. • Costumbres de conducción de los individuos.
En la literatura se ha trabajado ampliamente sobre estas causas, pero lo más importante es comprender específicamente lo predominante en el caso particular de estudio y tener en cuenta que detrás de esto está una problemática mucho más compleja que traspasa las barreras de la ingeniería. La demanda es derivada y muy variable, siendo difícil de modelar; la tecnología y accesibilidad automotriz avanza cada vez más rápido, dejando obsoleta infraestructura antigua; esquemas contractuales en transporte público que dan como resultado la guerra del centavo; en ciudades como Bogotá, se hace económicamente difícil y socialmente inadecuado invertir tantos recursos en el vehículo particular, el principal causante de la congestión normalizado por número de ocupantes. Teniendo esto en cuenta, y muchas otras complejidades, se deben plantear unas soluciones integrales para reducir el impacto de la congestión.
2.2.3 Costos
Los costos generados por la congestión son muy grandes y de diversa índole, pero se pueden clasificar en dos categorías: directos e indirectos, que pueden ser tanto internos como externos, es decir, asumidos por el usuario o impuestos por el usuario a la sociedad. Según la CEE (2002)6, el 90% de los costos externos en transporte son por culpa de la congestión.
Los costos directos contemplan principalmente costos de combustible, ambientales y de tiempo. Los costos de tiempo tienen en cuenta todas las oportunidades que se pierden por las demoras.
6
Vargas, 2003, pg. 7 tomado de “ Sustainable Mobility: Results from the Transport Research Programme” (ver referencias).
Los costos indirectos tienen en cuenta la baja en productividad que experimentan las empresas a la hora de utilizar contingencias para solventar las pérdidas por costos de tiempo. También la desaceleración económica de ciertos sectores a causa de la congestión.
Una exposición más detallada la hace Vargas (2003)7 en su tesis sobre congestión en Bogotá.
2.2.4 Soluciones
Dado que las causas de la congestión son un problema de oferta y demanda, las soluciones para reducirla también deben comprender ambos lados de la ecuación.
Desde el lado de la oferta, se considera: aumentar la capacidad y operar mejor una capacidad fija, o en otras palabras, aumentar su eficiencia. Lo primero se logra a través de una inversión grande en infraestructura, que comprende desde creación de nuevas calles, ampliación de las existentes a través de más carriles, remoción de intersecciones a través de pasos elevados o a desnivel, creación de ferrocarriles, y otras soluciones similares. Lo segundo se logra a través de una gestión adecuada del sistema de transporte que aproveche al máximo esa infraestructura. Por ejemplo, designación de carriles exclusivos bien sea para modos de transporte o para un nivel de ocupación, optimizar la programación de semáforos, limitar o aumentar los giros en intersecciones, cambiar las direcciones de los carriles, incentivar una conducción vehicular más responsable, entre otros.
A partir de la descripción anterior, se puede ver que para lograr una adecuada planeación del transporte que reduzca la congestión
7
óptimamente, es necesario combinar ambos tipos de medidas teniendo en cuenta las ventajas sinérgicas. En el caso del transporte en vehículo privado podemos tomar como ejemplo el caso norteamericano en el que se han ampliado las vías para designar carriles de alta ocupación en horas pico, o la unión de vías importantes a través de corredores viales que disminuyen en tránsito local y optimizan la red de tráfico. En transporte público, por ejemplo, Transmilenio consiste en una inversión importante en infraestructura pero también en una optimización en la operación del transporte público que trae muchas políticas importantes detrás.
A continuación se presentará un cuadro que resume estas alternativas, presentando ventajas y desventajas de planear desde la oferta.
Ventajas Desventajas
Las medidas alcanzasn resultados Algunas medidas muy costosas
Menores emisiones de gases tóxicos Dificultad de adaptación de vías de sentido variable Ahorro en flota de TP Problemas con carriles segregados
Mayor equidad social Necesidad de crear instituciones nuevas Algunas medidas tienen bajo costo Resistencia al cambio
Retención de usuarios en TP A veces incentivo de la demanda Sistema de TP de calidad desincentiva expansión
Acciones desde la oferta
Cuadro 1: Ventajas y desventajas de planeación desde la oferta8
Desde el lado de la demanda: Administración de la Demanda de Viajes (TDM por sus siglas en inglés) y Administración del Uso del Suelo. La primera se concentra en medidas restrictivas e incentivos económicos. Las medidas restrictivas reducen la demanda por coacción, prohibiendo a los individuos realizar decisiones económicas libres con el motivo de mejorar el bienestar social. Un ejemplo es el Pico y Placa en Bogotá, que prohíbe la circulación de carros con en horas pico algunos días de la semana dependiendo de su placa. Otro ejemplo es Día del No Carro, tema principal de esta investigación, que prohíbe la circulación de todos
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los vehículos particulares para transporte personal en la gran parte del día. Cabe anotar que esta política no se debe considerar como una solución sino como un elemento de estudio para la TDM, como ya se planteó en los objetivos de la tesis. Otras medidas son más extremas y políticamente poco viables como restricción de venta de vehículos, y se pueden formular infinitas variaciones dentro de esta categoría restrictiva. Por otro lado están las medidas de incentivos económicos, que pueden ser directos o indirectos. Los directos son los que obligan una decisión racional por parte del individuo que va a realizar el viaje. Un ejemplo de esto es el peaje, tanto rural como urbano, caso en el que el individuo decide pagar o no para poder realizar su viaje. Otro similar, el cambio en los precios de los parqueaderos. Los indirectos pueden o no tener una respuesta racional dependiendo de su magnitud e importancia, pero son representados por sobre tasas en los combustibles y otros impuestos que a la vez sirven como una transferencia de recursos entre el individuo y el Estado. La última categoría es la Administración del Uso del Suelo, que merece estar aparte porque induce una demanda pero no introduce cambios en la función de costos de los individuos de la manera en que lo hace la TDM.9
A continuación se presenta un cuadro que resume estas alternativas, presentando ventajas y desventajas de planear desde la demanda.
Ventajas Desventajas
Bajos costos de implementación Expropiación de un derecho adquirido Internalización de los costos por congestión Dificultad de fiscalización
Posible fuente de recursos para proyectos Posible incremento del parque automotor Disminución en contaminación Traslado de congestion a sitios sin cobro Algunas efectivas en corto plazo Acceso de residentes a zonas tar ifadas
Acciones desde la demanda
Cuadro 2: Ventajas y desventajas de planeación desde la demanda.10
9
Fuente principal: “ Traffic Congestion and Reliability: Linking Solutions to Problems (Executive Summary)”. Pgs. 10-13 (ver referencias).
10
Fuente: elaboración propia a partir de Bull (2003), “ Congestión de Tránsito”. Pgs. 102-124 (ver referencias).
A pesar de todas estas categorías, importantes para comprender una estructura ordenada del problema, lo que se busca en un solo fin, reducir la congestión. El sentido común, la teoría y la experiencia nos dicen que entre más en cuenta tengan las estrategias de solución a todas estas categorías (y todo el espectro político y económico que cubren), tanto de oferta como de demanda, mayor probabilidad de efectividad tendrán éstas. Sin embargo, dado lo reciente y complejo que es el estudio de la congestión y el transporte en general, todavía es mucho lo que falta por entender del comportamiento de los individuos en materia de viajes. Por un tiempo, hubo una corriente muy fuerte que enfatizaba soluciones por el lado de la oferta; recientemente (40 años) se comenzó a trabajar en la demanda con resultados visibles sólo en los últimos 20 años. Dentro de esta corriente, algunos investigadores consideran como solución reducir la capacidad vial para reducir la demanda, o llevar los costos de trasladarse por automóvil a niveles exhorbitantes. Reducir la oferta claramente corresponde a una concepción macroeconómica del transporte equivalente a la de un bien común (así se repita que sigue una demanda derivada) como consecuencia de la observación de la poca efectividad que han tenido muchas estrategias que se concentraban en la capacidad vial únicamente, en épocas en que las decisiones eran mucho más ingenieriles que económicas. Si bien es cierto que el ampliar una vía crea el incentivo económico de igualar esa oferta, el resultado no siempre puede ser el de igualar el nivel de congestión, ya que a partir de un cierto nivel de viajes es difícil que sigan aumentando, siendo el transporte un bien indeseable que crea mercado derivado. Por lo tanto, es probable que haya unas elasticidades variables que no se pueden omitir. Debe haber algún fenómeno de amortiguación de la demanda que está todavía por investigarse más a fondo, aunque los resultados son notables en la sofisticación de los métodos y criterios de Modelación de la Demanda del Transporte. Es precisamente por la dificultad investigativa que el Día del No Carro se presta como una oportunidad única de independizar el
fenómeno de la congestión. Otra política mencionada es la de la excesiva regulación, que como bien se sabe a partir de la historia económica, conlleva resultados nefastos a largo plazo y debe mirarse con mucho cuidado, pero que no se extiende en este escrito por ser un tema relacionado pero aparte.11
En soluciones lo más importante es conocer bien el medio para el cual se va a planear, teniendo en cuenta avances teóricos generales pero aplicando criterios de experiencia local. Por eso, es de suma importancia hacer unas buenas proyecciones al utilizar modelos de generación de viajes, estudiando el potencial económico de la urbe teniendo el cuenta el nivel de desarrollo actual, manteniendo un balance entre políticas de estado y economía de mercado. Además los proyectos se deben evaluar financiera, política y socialmente para determinar su viabilidad. Un ejemplo de un estudio serio que tuvo estas cosas en cuenta es el de JICA en Bogotá, del cual se hablará posteriormente. Por último, es muy importante que todos los involucrados, no sólo entidades gubernamentales sino las empresas y el público estén comprometidos.
Toda la anterior discusión lleva a la siguiente parte de este marco teórico, que se dedica a describir brevemente los modelos utilizados en la congestión y plantear los retos más importantes en este tema.
2.2.5 Modelos
2.2.5.1 Modelo clásico canónico
De acuerdo con el recuento hecho por Arnott (2001), el modelo clásico de congestión, desarrollado por Beckmann, McGuire y Winsten (1956)
11
Quien se interese por el tema, puede leer “ Smothering Economic Growth One Regulation at a Time”. (ver referencias).
considera una congestión en arcos, en el que la función de costos de congestión relaciona el costo del viaje con el volumen y la capacidad. También el arco o carretera considera una entrada y salida puntual, con viajeros idénticos que toman como única decisión económica la frecuencia de viajes. La Gráfica 2 muestra un esquema de este modelo.
Gráfica 2: Relación costo de viaje-volumen para modelo canónico12
D: Curva de demanda
AC: Costo promedio (relaciona el costo del viaje con respecto al volumen de tráfico para cada viajero), también llamado costo privado o costo de usuario.
Q: Volumen de tráfico
MSC: Costo marginal social del viaje
Se llega a un equilibrio privado donde la curva de demanda se cruza con el la curva de costo promedio, pero el óptimo social ocurre donde la demanda se cruza con el costo marginal social. Por lo tanto, la distancia
12
Fuente: Arnott (2001). “ The Economic Theory of Urban Traffic Congestion: A Microscopic Research Agenda”. Pg. 4 (ver referencias).
vertical entre el MSC y el AC representa el costo de externalidad por congestión. Con este resultado se justifica la intervención del Estado con el cobro de un peaje exactamente igual al costo de externalidad por congestión. La solución algebraica del problema resuelve con la siguiente formulación:
Ecuación 2.1. Fuente: Arnott (2001)
Muchos otros autores han extendido este modelo macroscópico incluyendo otras decisiones económicas de los individuos, por ejemplo escogencia de ruta y selección modal, extendida a varios modos. También la heterogeneidad de los individuos, que tienen funciones de utilidad y costo distintas.
Otra aplicación de este modelo es la solución de problemas “segundo mejor”, en los cuales se busca el precio de otros modos cuando se cobra más o menos de lo adecuado por la congestión del vehículo privado.
En general, un modelo que comenzó bastante simple se ha ido sofisticando al incorporar más variables, acercándose un poco más a la realidad.
2.2.5.2 Modelo Cuello de Botella
Este modelo fue el primer modelo “microscópico” exitoso de la congestión. Desarrollado por Vickrey (1969)13, el modelo busca solucionar
13
el problema de sub o supervaloración de soluciones de tráfico que hasta entonces se concentraban más en ampliar capacidad, pero a la postre resultaban insuficientes.
Parte de la premisa de un “segmento de ruta corta con una capacidad fija substancialmente menor relativa a la demanda de tráfico que la de los segmentos anteriores o posteriores. Hay entonces pocas demoras mientras el tráfico se mantenga debajo de la capacidad del cuello de botella. Las demoras importantes ocurren cuando el flujo de tráfico esperado excede continuamente la capacidad del cuello de botella por periodos considerables. Encontramos entonces que las colas se acumulan hasta que, se llega a un periodo en el cual la demanda de tráfico está por debajo de la capacidad, o la expectativa de esperar en la cola reduce la demanda de tráfico divergiéndola a otra hora o ruta o suprimiendo el viaje completamente.”14
Una vez definido el fenómenos de congestión en cuellos de botella, Vickery se traslada a las decisiones económicas notando que muchas medidas de control terminan generando mayores problemas que los que se quieren solucionar, ya que “[las medidas] no pueden ser aplicadas con completa selectividad en tiempo y espacio, por lo que en la mayoría de los casos las medidas de control requeridas para encargarse de las condiciones más severas van a terminar en más demora bajo condiciones menos severas que las que ocurrirían en la ausencia de controles, o con controles menos restrictivos adaptados a las condiciones menos severas.” En conclusión, el problema no se estima bien y se terminan cometiendo excesos de costos que sólo agravan el problema. Llega a la conclusión de que los costos de congestión son una función de la densidad en general de los flujos de transporte para todos los modos combinados, y que ha
14
Fuente: Vickrey, William. “ Congestion Theory and Transport Investment”. American Economic Revieww 59, Pg. 252.
medida que se aumenta la infraestructura para reducir la congestión, los costos de construcción siguen aumentando, creando una espiral de costos interminable.
Utilizando herramientas matemáticas (referencia), Vickery nota, para un problema sencillo de cuello de botella, que en ausencia de cobros por congestión, “los que llegan a sus oficinas más cercano a sus horas deseadas generalmente pasan más tiempo relativamente en la cola que los que escogen alejar su hora de llegada más lejos de su hora deseada.” En cambio, con un sistema de peajes variable, “cada viajero encontrará que no puede hacer nada mejor para sí mismo que salir justo a tiempo para pasar el cuello de botella a la misma hora a la que hubiese salido después de esperar en la cola en la situación de precio cero o constante” (pg254). Esto quiere decir que es equivalente pagar un peaje variable y no experimentar colas que no pagar y experimentar cola. Entonces, el costo neto de implementar el peaje es cero y los cobros se convierten en utilidades. Por lo tanto, los viajeros experimentarán menos variabilidad en sus viajes y los costos serán mucho menores que si se considera ampliar la capacidad, y los resultados durarán más tiempo.
Cabe anotar, y Vickery lo hace, que en la vida real las situaciones no son como se describen en el papel sobretodo en la distribución uniforme de tiempos de paso por el cuello de botella, en la heterogeneidad de los individuos (valor subjetivo del tiempo), y en que “el número de viajes también se afectaría por los peajes o las condiciones de congestión, en diferentes formas para diferentes usuarios (pg. 257).”
De todos modos, el uso de peajes se considera idóneo porque además de las ventajas mencionadas anteriormente porque es más justo con respecto a la manera en que la gente valora las mejoras en la reducción de la congestión. Además se considera que no discrimina por nivel de
ingresos afectando a los más pobres porque quienes pueden asumir los costos de congestión también pueden asumir un peaje. En cambio, las ampliaciones las pagan todos, desde los más pobres que no tienen carro hasta los más ricos que tienen varios y congestionan más. Por último, utilizando peajes se pueden evaluar las inversiones de manera más clara y directa.
2.2.5.3 Modelo Microscópico utilizando Teoría de Juegos15
Este es un modelo avanzado desarrollado en parte por el profesor Levinson que parte de las decisiones de cada individuo por medio de juegos con dos ó tres participantes.
El fundamento de este modelo es que la congestión depende de las valuaciones relativas de los participantes de una llegada temprano, tarde, y de demora en el viaje en general. La diferencia con los demás m odelos es que este es verdaderamente microscópico, yendo más lejos que el del cuello de botella. Se suponen tres cosas concernientes a la realidad:
1. Los actores o participantes o jugadores son racionales.
2. Los actores todos saben que el resto también son racionales.
3. Los actores tomarán la misma decisión bajo las mismas condiciones. 4. Los actores tienen información perfecta.
En la realidad estas suposiciones no siempre se cumplen, pero son necesarias para simplificar el modelo y aún obtener resultados relativamente confiables. La teoría de juegos nos dice que sin cooperación los actores escogerán el equilibrio del usuario, pero que si cooperan el beneficio total va a ser mayor. Si se coopera en juegos
15
repetidos indefinidamente, se puede generar el beneficio mayor, que es la solución óptima del sistema. Como esta cooperación no se puede lograr entre los actores, entonces un ente externo debe reducir estos costos de transacción. Así se llega también a la justificación de la regulación Estatal. Cabe anotar que en problemas de maximización también se trabaja con Equilibrio del Usuario y Equilibrio del Sistema, pero de forma agregada, mientras que aquí se está tomando cada actor por separado. Se considera que un modelo con dos actores es suficiente para modelar el fenómenos, así en conjunto la congestión hable de muchos actores. También se considera que la congestión es una consecuencia natural de los costos que se incurren por llegar tarde o temprano.
A partir de esto se toman tres parámetros:
E: Costo por llegar temprano L: Costo por llegar tarde D: Costo por demora
Cada vehículo tiene la opción de salir temprano, salir a tiempo o tarde. A manera de ejemplo (pg. 6):
• Si ambos salen temprano (ee), uno llegará temprano y el otro sufrirá demora pero llegará a tiempo, con una probabilidad del 50% de llegar temprano o demorarse para cada uno.
• Si ambos salen a tiempo (oo), uno llegará a tiempo y el otro se demorará más y llegará tarde, con una probabilidad del 50% de sufrir demora y llegar tarde para cada uno.
• Si ambos salen tarde (ll), uno llegará tarde y el otro sufrirá demora y llegará muy tarde, con una probabilidad del 50% de sufrir demora y llegar muy tarde para cada uno.
Existen muchas más combinaciones que generalmente suponen (con validación empírica y teórica) que E<D<L, aunque se prueban casos en que no. No se explicarán porque se salen del tema de esta investigación, pero sirven para encontrar equilibrios que resulten en casos de no congestión.
Si se introduce el tema de tarifación vial (cobros por congestión), como en los otros modelos, se debe tomar, en vez del MSC para funciones continuas, el ISC (costo social incremental) para incrementos discretos:
Q TC
ISC =∂ /∂ (Ecuación 2.2)
IPC (costo incremental privado) = cantidad adicional que cada actor paga en la ausencia de peajes.
Por lo tanto, la tarifa adecuada es τ = ISC – IPC. (Ecuación 2.3)
Probando muchas combinaciones, se llega a la conclusión de que la tarifación reduce costos y tiende a incrementar los equilibrios. El análisis también se puede extender a tres jugadores, en el cual el tercero se ve afectado por las decisiones de los otros dos. En el Anexo (cuadro A.1) se muestra un resumen de las soluciones con o sin tarifación para dos jugadores.
En conclusión, se puede modelar el fenómeno de la congestión con unos pocos actores y llegar a resultados válidos. El modelo justifica que cuando existe una diferencia entre las decisiones de los individuos y del conjunto, la tarifación es útil para reducir la congestión. Además, introduce un factor de información que puede hacer más simple el análisis y que tiene en cuenta lo valioso que es minimizar la variabilidad, no sólo la demora. Adicionalmente, se puede complicar el modelo quitándole restricciones y
utilizando estrategias mixtas (variación probabilística en los juegos día a día).
Este modelo microscópico es ideal para entender la dinámica de la congestión desde sus fundamentos, algo que se debe tener en cuenta al aplicar políticas sobre la Administración de la Demanda.
2.2.5.4 Críticas a los modelos tradicionales y futuro desarrollo
A continuación se presentan unas críticas basadas en el análisis de Arnott (2001, pgs. 8-15) sobre los retos en modelación de la congestión.
1. Muchas variables de decisión se ignoran, sobretodo en materia del comportamiento del individuo, que se hace más importante cuando hay congestión. Hasta los modelos de simulación más avanzados sólo tienen en cuenta frecuencia de viaje, ruta, modo, y tiempo de salida. Entonces la regulación al comportamiento se deja a ingenieros que muchas veces no manejan conceptos económicos. Este comportamiento individual no sería tan importante si se pudiera aplicar tarifación “first-best (mejor primera opción)”, pero en la práctica la tarifación no se puede diferenciar a partir del comportamiento individual.
2. La función de costos capta no sólo la tecnología sino el comportamiento implícitamente, lo que causa dificultades a los analistas de políticas porque se encuentra una dificultad en encontrar una relación directa entre la política y los márgenes de decisión implícitos.
3. La capacidad también es una variable en las políticas. En la práctica hay una separación entre los ingenieros que planean ampliaciones en capacidad y los economistas, y por eso
muchas veces se toman decisiones económicamente incorrectas.
4. La congestión en arcos no es la única forma de congestión. Los modelos clásicos de congestión en arcos no tienen en cuenta tráfico no-uniforme y tampoco congestión en nodos. Otros tipos de congestión que no se tienen en cuenta son la interacción vehículo-peatón, entradas y salidas de parqueaderos, unión de carriles o calles, tamaño de vehículos, etc. En especial llama la atención la congestión causada por búsqueda y entrada/salida de parqueaderos, sobretodo en los centros de las ciudades, donde también hay mucha interacción con peatones.
5. La demanda del transporte es predominantemente derivada, y aunque esto es comúnmente aceptado, se ha progresado poco en formular modelos de demanda derivada basados en actividades.
Estas críticas llevan a que quizás se hace demasiado énfasis en la tarifación dado que ésta se justifica a través de las suposiciones a veces excesivas de ciertos modelos. Se propone entonces investigar en los siguientes campos (pgs. 15-24):
1. Regulación de transporte de carga. Se sabe que el transporte de carga produce congestión, pero no hay muchos estudios al respecto, y por lo general este transporte se toma como un carro cualquiera (en realidad varios carros, o pcu). Para esto se debe conocer sobre el transporte de carga para encontrar regulaciones económicamente productivas y no lo contrario. 2. Análisis económico aplicado al diseño ingenieril de obras de
transporte. Debe haber una combinación entre ambas cosas para que el diseño tenga en cuenta análisis financieros y económicos, no hacer ambas cosas por separado.
3. Relaciones entre la congestión y otras externalidades trabajadas de forma explícita.
4. Considerar el valor del tiempo del individuo como endógeno para tener en cuenta los efectos de mejores hábitos de conducción de una manera más clara.
5. Desarrollar modelos microscópicos de transporte masivo y de tráfico peatonal. Aunque existen ciertos estudios, no se ha trabajado mucho al respecto.
6. Estudiar el fenómeno de la hipercongestión.
Con esto termina la exposición sobre los modelos básicos de congestión vehicular. ¿Para que sirve esto en la investigación? Sirve para comprender las suposiciones y las limitaciones de la teoría internacional y como éstas se relacionan con la práctica tanto en Estados Unidos y Europa como en Bogotá. Al analizar los datos de congestión en el Día del No Carro, se puede analizar el impacto del vehículo particular de forma indirecta y el del transporte público de forma directa, estudio que se facilita si se conoce la teoría detrás de la congestión y sus soluciones y que sirve para ponerlas a prueba.
2.2.6 Situación Estados Unidos (Mobility Report 2005)
En esta sección se presentará a grandes rasgos la actualidad que vive la congestión en los Estados Unidos, país que más depende de transporte en vehículo privado.
2.2.6.1 Diagnóstico
La congestión en la mayoría de las ciudades norteamericanas sigue aumentando, a pesar de que el crecimiento ha disminuido. Los esfuerzos en aumento de capacidad, mejoramiento de operaciones y manejo de la
demanda no han sido suficientes para frenar la congestión, que se extiende a más horas del día, más calles y más ciudades de cualquier tamaño, a pesar de un crecimiento lento de viajes. El Cuadro 3 muestra un resumen de las estadísticas en congestión desde 1982 hasta el 2003, año base del estudio más reciente. La Gráfica 3 muestra la composición de la congestión en categorías comparativamente para los dos años mencionados, y la Gráfica 4 muestra la tendencia de crecimiento.
Cuadro 3: Estadísticas de Congestión E.E.U.U 1982-200316
16
Gráfica 3: Evolución porcentual de la congestión en E.E.U.U 1982,2003.17
Gráfica 4: Crecimiento de la congestión en E.E.U.U. 1982,1993, 2002.18
17
Ibídem. 18
Se puede observar que la congestión es más severa en ciudades más grandes y que los costos directos siguen aumentando (no se tienen en cuenta los indirectos).
Con respecto a las fuentes de congestión, la siguiente gráfica muestra su composición porcentual.
Gráfica 5: Causas de la congestión en E.E.U.U.19
Lo más importante a rescatar de esta información es que la mayor participación la tienen los cuellos de botella seguidos en segundo lugar por los accidentes de tráfico.
Resultados de estrategias de solución
Por el lado de la oferta, los estudios concluyen que el aumento de esta en infraestructura nunca suplió el aumento en la demanda, y que fueron
19
Fuente. “ Traffic Congestion and Reliability: Linking Solutions to Problems (Executive Summary)”. Pg. (ver referencias).
mayoría los casos en que la demanda creció un 30% más rápido que la oferta. Si bien la demanda ya no está creciendo tanto como antes por obvias razones, la oferta también se ha frenado. La oferta de transporte público ha ayudado a controlar la congestión, ya que anualmente se ganan 1.100 millones de horas gracias a este servicio, que representan una ganancia del 27% y 18.243 millones de dólares con respecto a una situación de no existencia. Sin embargo, su desarrollo todavía es incipiente en muchas ciudades de los Estados Unidos que dependen casi exclusivamente del vehículo particular. Otro resultado en la oferta que ha tenido cierta efectividad es la implementación de carriles de alta ocupación (HOVL), que en promedio ha reducido el TTI en 0.20, lo que es equivalente a 10 años de crecimiento en congestión, ya que llevan una tercera parte de todos las personas que se transportan en un sentido en horas pico.
La operación del tráfico también ha mejorado y ha dado relativamente buenos resultados. Las estrategias de solución principales evaluadas son las siguientes:
• Rampas de entrada con semáforos • Administración de Accidentes
• Coordinación de semáforos
• Mejoras de acceso a las redes de tráfico
En el momento se calcula que se ahorran anualmente 336 millones de horas gracias a estas mejoras, algo que se puede incrementar a 613 millones si se implementa en el resto de las calles.
La anterior información muestra como, a pesar de aplicar muchas soluciones de diversa índole en los Estados Unidos con cierta efectividad (excepto una aplicación pobre de la Administración de la Demanda de
Transporte), en promedio las estrategias no han sido lo suficientemente agresivas ni coordinadas para que su efecto reduzca la congestión o frene su crecimiento.
2.2.7 Situación Bogotá (PMT JICA y PMS IDU)
Hasta 1996, año en que se publicó el Plan Maestro de Transporte Urbano para Santafé de Bogotá, la ciudad contaba son los siguientes indicadores en materia de congestión:20
• “En las vías principales rodeadas por Avendida 7ª, Avenida 127, Autopista Norte, Avenido Quito, Autopista Sur y Avenida 1 de Mayo, la grave congestion del tráfico es causada por saturación debida a tráfico retenido por la presencia de cuellos de botella, buses/busetas moviéndose lentamente buscando ser los primeros en llegar a la parada, y tráfico que confluye desde vías secundarias no señalizadas.”
• Los principales cuellos de botella se ven en las intersecciones de la Avenida 7ª, Avenida Caracas, Avenida 13, Avenida Quito, Avenida 19, Avenida 15, Carrea 11, Avenida 68 y Avenida 72. De 25 intersecciones estudiadas, todas tienen índices de saturación superiores a 1.0, entre 1.04 y 1.37.
• En casi todas las vías principales se ve congestión por causa de movimiento lento de buses y busetas en cercanía de las paradas. • En las vías subarteriales hay problemas con falta de señales de
tráfico, principalmente cerca de la Carrera 11, Avenida 15, Avenida 19 y Calle 72.
20
Fuente: “ Estudio del Plan Maestro del Transporte Urbano para Santa Fe de Bogotá en la Republica de Colombia” – Informe Final, Informe Principal. Pgs. 63-68.
Este diagnóstico es clave porque servirá en este trabajo para seleccionar las intersecciones a estudiar y después compararlo con estos. La Gráfica 6 muestra los promedios de velocidad para las vías principales de la ciudad en la hora pico de la mañana, y la Gráfica 7 las principales razones de congestión en éstas:
Gráfica 6: Promedio de velocidad de viaje (hora pico mañana)21
Se observa que la gran mayoría de las vías cuentan con velocidades inferiores a 18 km/h, un valor muy bajo en términos de Nivel de Servicio.
21
Fuente: “ Estudio del Plan Maestro del Transporte Urbano para Santa Fe de Bogotá en la Republica de Colombia” – Informe Final, Informe Principal. Pg. 69.
Gráfica 7: Principales razones de la congestión de tráfico en las vías principales.22
Se concluye de lo anterior que las causas más importantes de la congestión en Bogotá son la sobresaturación de vehículos y la lentitud y exceso de paradas de los buses, seguidas por los accesos de vías locales al tráfico principal sin semaforización. Tanto la primera, que se ve afectada fuertemente por un exceso de carros (un claro ejemplo del impacto del vehículo particular), como la segunda, que es causada por la mala operación del transporte público, se considerarán extensivamente en el análisis de resultados del capítulo 5.
Para solucionar gran parte de estos problemas, se consideraron estrategias desde el manejo de la oferta y de la demanda de todo tipo,
22
siendo parte importante la reorganización del transporte público. En los cuadros siguientes, tomados del Plan Maestro de Sostenibilidad del IDU (ver referencias), se presentan los costos resumidos de la inversión en infraestructura vial.
El Cuadro 4 muestra la las necesidades inversión en infraestructura vial por localidad, el 5 los costos por km de la construcción, rehabilitación y el mantenimiento de las vías y el 6 los costos totales de estas actividades.
Cuadro 4: Inversión en pavimentos por localidad23
Las localidades más deficitarias son en general las del sur y occidente de la ciudad.
Cuadro 5: Costo por km de inversión en infraestructura vial24
23
Fuente: “ Plan Maestro de Sostenibilidad de la Infraestructura Urbana de Bogotá, D.C.” Pg. 445. 24
Cuadro 6: Costo total de inversión en infraestructura vial25
Adicional a esta información, en el anexo26 se encuentran la lista de los tramos viales estudiados en el diagnóstico de la malla vial Bogotano realizado por el IDU para el PMS, así como los costos de mantenimiento, construcción y manejo de tráfico discriminados por tramo (precios 1996).
Por el lado de la TDM, se consideraron 3 estrategias básicas:
a. Desalentar la adquisición de vehículos b. Desalentar el uso de vehículos
c. Aliviar las demandas en horas pico
Para desalentar la adquisición se tomaron en cuenta una emisión limitada de placas y altos impuestos. Para desalentar el uso de vehículos: Pico y Placa, peajes y concesión de licencias por áreas (cobros por congestión), carriles HOV, control del parqueo e impuestos al uso. Para aliviar las demandas, horarios flexibles y escalonados. Un resumen por medio de un esquema gráfico se presenta a continuación.
25
Fuente “ Plan Maestro de Sostenibilidad de la Infraestructura Urbana de Bogotá, D.C.” Pg. 451. 26
1) Desestimular compra de carro
Impuesto a la compra
35% Æ 50% Disminución de carros 2%
Ingresos por impuestos 5,5 billones de pesos (durante 25 años)
2) Desestimular uso de carro
1) Tarifación por área • 2000 pesos • Centro
• Carro, taxi, camión
2) Control de parqueo • 1000 pesos • Centro • Carro • Propósito “ de trabajo” 3) Sobretasa gasolina Impuesto 13%-Æ 20%
4) Sistema de numeración de placa Carriles especiales (HOV)
Disminución de carros 45% en el Centro
Ingresos por impuestos 2,7 billones de pesos (durante 25 años)
Disminución de carros 9% en el Centro
Ingresos por impuestos 480 mil millones de pesos (durante 25 años)
Medidas de ADT (TDM en inglés)
Disminución de carros 3%
Ingresos por impuestos 590 mil millones de pesos (durante 25 años)
Gráfica 8: Resumen del Plan de Manejo de la Demanda de Transporte27
La conclusión del informe es que se necesita un análisis de viabilidad política y jurídica para concluir lo que se puede hacer de entre todas estas estrategias. Buscando explorar este tema, Bello (2002) realizó un análisis basado en conocimiento propio y consulta a varios expertos. El cuadro resumen de las conclusiones que encontró se muestra a continuación.
Cuadro 7: Evaluación de políticas tipo TDM28
27
Fuente: “ Estudio del Plan Maestro del Transporte Urbano para Santa Fe de Bogotá en la Republica de Colombia” – Informe Final, Informe Principal. Pg. 470.
28
Bello, Elkin. “ Generación de alternativas viables hacia el desestímulo del uso del vehículo privado en Bogotá.” Pg. 113.
En los últimos años, desde que se elaboró el Plan, se han desarrollado proyectos como Transmilenio en transporte masivo, otros de recuperación del espacio público (ej. Tercer milenio, eje ambiental), a algunas mejoras en infraestructura actual (ej. Puente 92), construcciones nuevas (ej. Av. Ciudad de Cali), entre otros. Además, con la implementación del Pico y Placa (unido a la recesión económica) algunos indicadores han evolucionado. Estos resultados se muestran a continuación.
En términos de velocidad de viaje,
SIN MEDIDA DE PICO Y PLACA 2001 SEMESTRE 2002 SEGUNDO TOTAL 2003 TOTAL 2004 MAR 2005 ENE-FEB-TRANSPORTE PUBLICO COLECTIVO 21.5 27.0 24.5 23.7 22.7 TRANSPORTE PARTICULAR 26.9 36.7 23.7 32.7 23.2 Nota:
Año 2001. Velocidad promedio en 18 corredores de la ciudad Año 2002. Velocidad promedio en 7 corredores de la ciudad Año 2003. Velocidad promedio en 16 corredores de la ciudad Año 2004 y 2005. Velocidad promedio en 14 corredores de la ciudad
Fuente: Informes técnicos de seguimiento. Secretaría de Tránsito y Transporte.
Cuadro 8 STT: Velocidad de viaje en km/h
En términos de tiempo de viaje,
AÑO 2000 AÑO 2001 AÑO 2002 AÑO 2003 AÑO 2004 Duración de viaje no motorizado 14.04 14.43 15.7 15.0 15.0
Duración de viaje motorizado 44 35 35.3 32.8 37.6
Duración total del viaje 58 49 50.9 47.8 52.6
Fuente. Percepción de tiempos de desplazamiento en Bogotá D.C., Secretaría de Tránsito y Transporte.
Cuadro 9: Tiempo de viaje en min
Lo anterior muestra una mejora en los niveles de congestión, aunque no son suficientes. La capacidad de Transmilenio pronto llegará a su tope, el Distrito no tiene suficientes recursos para invertir en malla vial, el
crecimiento del parque automotor se está acelerando y en general se mantienen los problemas con el transporte público.
2.2.8 Comparación situaciones y estrategias
Bogotá tiene una situación en materia de tráfico muy distinta a la de las ciudades norteamericanas, pero con problemas de congestión similares. Con sólo 0.1 vehículos por habitante, 0.3 y km-carril/hab. en su malla vial arterial (Fuente: cálculo propio a partir de IDU), Bogotá presenta tantas demoras por congestión como Miami, con 0.8 vehículos por habitante y 0. 678 km-carril/hab. (Fuente: cálculo propio a partir del UMR 2005). Por supuesto, esto no dice nada de la planeación de la ciudad, el estado de las vías, la interacción con el transporte público, el nivel de tecnología de los carros y los hábitos de conducción de los usuarios. Por ese mismo motivo, da índices de que pueden estar pasando varias cosas en comparación:
• Los usuarios están utilizando el carro en mayor proporción de los viajes.
• Las vías están en un estado deficiente.
• Los usuarios manejan de forma desordenada.
• La interacción entre transporte público y privado produce mayor congestión.
• Los carros están en mal estado.
• No hay optimización en las redes de tráfico. • Otras diferencias
Algunas necesitan estudios detallados, pero otras saltan a simple vista por simple observación y experiencia. En comparación con los norteamericanos, excepto en ciudades como Nueva York, Washington
D.C., Chigago o Boston, los colombianos dueños de carro no utilizan el carro en mayor proporción de viajes, a diferencia de lo que sostiene Bull (2003) por inferencia. Sí hay muchas vías en mal estado, información que se encuentra en el IDU. Los usuarios tienden a ser más agresivos y a respetar menos las normas de tránsito, y lo que más se nota es una variabilidad en hábitos de conducción extrema, elementos que llevan a mayor congestión y accidentes. La interacción con el transporte público es caótica. También, muchos carros están en mal estado y por eso es común encontrar varios carros varados en un trayecto después de una fuerte lluvia. La señalización es deficiente y muchas veces no se sabe por donde cruzar cuando se viaja a un sector desconocido
Por otro lado, en Bogotá se tienen unas ventajas en términos políticos y sociales para implementar medidas de TDM, las cuales son poco populares en Estados Unidos, aunque ya están entrando al mundo occidental democrático desarrollado con el caso de Londres, cuyo cobro por congestión es analizado por Shaffer y Santos (2003)29. En Bogotá muchas de estas medidas tienen menos barreras de aplicación porque la mayoría de sus ciudadanos no se transporta en vehículo particular. Si bien los cobros por congestión pueden ser difíciles de aplicar dado que Bogotá, aún entre dueños de vehículos particulares es una ciudad de relativo bajo ingreso per cápita, otras medidas como el Pico y Placa y Día del No Carro se han aplicado con relativa poca resistencia. Finalmente, es muy importante decir también por hacer parte de un país en desarrollo, el potencial de crecimiento del parque automotor es muy alto y por eso es motivo de urgencia trabajar en medidas de TDM.
2.3 Capacidad y Nivel de Servicio en Intersecciones Semaforizadas30
29
Schaffer, Blake y Santos, Georgina. “ Preliminary Results of the London Charging Scheme” 30
Dentro del marco teórico sobre la congestión los conceptos sobre tráfico interrumpido en intersecciones semaforizadas son los más importantes en este trabajo porque están directamente relacionados con sus objetivos. Mientras las secciones anteriores trataron sobre el problema de la congestión en general, en esta se definen los términos comúnmente utilizados en el análisis de capacidad y Nivel de Servicio, que hacen parte del modelo para realizar los cálculos de las demoras y después analizar sus resultados.
A continuación se darán las definiciones de los conceptos más importantes de flujo interrumpido en intersecciones semaforizadas que se utilizarán en los cálculos.
Movimiento: Es básicamente un flujo de tráfico que va en una dirección. Acceso: Representa el grupo de carriles controlado por un movimiento.
Fase: Es la parte del ciclo que permite el avance de un grupo de movimientos
simultáneamente.
Tiempo perdido (L): Es el tiempo efectivo total durante el cual ningún movimiento
utiliza la intersección.
Tiempo de verde efectivo (g): Es el tiempo utilizado por el movimiento para
avanzar.
Tiempo de ciclo (C): Es el tiempo que le toma a una secuencia de semáforos
dar un ciclo completo, es decir, volver a la situación inicial.
Flujo de saturación (s): Es la tasa horaria a la que los vehículos podrían avanzar
si el tiempo de verde fuera igual al tiempo de ciclo.
Capacidad (c): Es la máxima tasa horaria a la que los vehículos podrían avanzar
bajo condiciones prevalentes de la vía, del tráfico y de semaforización.
Nivel de saturación (X): Es la razón entre el volumen y la capacidad en un
acceso.
Demora uniforme por control (d1): Es la demora causada por la intersección
atribuida a llegadas uniformes.
Demora incremental por control (d2): Es la demora atribuida a llegadas no
Nivel de Servicio: Es una medida cualitativa basada en la demora que además
del tiempo perdido tiene en cuenta la incomodidad, frustración, consumo de gasolina de quien se transporta.
Para entender mejor que indica el nivel de servicio, se definirán las 6 categorías:
A: Este ocurre cuando la progresión31 es muy favorable y la mayoría de los vehículos no paran. Generalmente los tiempos de ciclo son cortos.
B: En este caso paran más carros que en el A, pero la progresión sigue siendo buena y/o los ciclos cortos.
C: En este caso el número de vehículos que paran es significativo, y a veces puede ocurrir que el vehículo permanece en cola durante el tiempo de ciclo (calla individual de ciclo). Generalmente atribuible a ciclos relativamente largos y a una progresión moderada.
D: Es más común la falla individual de ciclo y la intersección se caracteriza por X altos, regular progresión y tiempos de ciclo largos.
E: Es una versión más extrema de la anterior, con fallas de ciclo muy comunes. F: Es un nivel inaceptable de congestión, en el que el volumen se acerca o supera a la demanda, y las fallas de ciclo ocurren casi siempre.
Al ser el tráfico una condición variable, es normal que durante la vida útil de una vía su nivel de servicio varíe paulatinamente. Por lo tanto, ante una infraestructura inmodificada y una demanda vehicular creciente, el nivel de servicio decae en el tiempo. Por tal motivo el ingeniero de tráfico y el planeador de transporte deben asegurarse de que ese proceso se de con una rapidez aceptable. Lo comúnmente deseado es que vías nuevas comience en NS A ó B y terminen en C, ó D en última instancia, que ya denota una incomodidad marcada en el usuario. El resto de los niveles de servicios son absolutamente
31
“ Progresión” se refiere a la condición de las llegadas por los accesos, y depende básicamente de la relación entre la programación de los semáforos de una red y el espaciamiento entre estos.
