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INTRODUCCIÓN

Los accidentes de tránsito constituyen uno de los principales problemas en Cuba. Cada año un número importante de personas fallece y otras resultan heridas por esta causa.

Con el fin de minimizar al máximo esta cantidad de accidentes es imprescindible considerar los tres factores concurrentes de la siniestralidad: el conductor, el vehículo y la infraestructura vial. Esta última es considerada por algunos estudios como la causante, en mayor o menor medida, del 30 % de los accidentes en carreteras (Treat, 1979).

Al circular los conductores adaptan su conducción a las condiciones que encuentran en el trazado. En la percepción que tienen los conductores de las características geométricas de la carretera influye, por una parte, la experiencia inmediata de lo que han encontrado en los tramos que acaban de recorrer y, por otra, la experiencia acumulada en viajes anteriores respecto a lo que es habitual encontrar en itinerarios de características parecidas por el que circulan.

Las principales interrogantes de los diseñadores y de las agencias de viales es qué tan seguro es un camino. Una respuesta habitual es: si el diseño geométrico está acorde con las normas de diseño entonces el camino es seguro. Sin embargo, a pesar de eso, igualmente ocurren accidentes y una aplicación común es atribuirlos a una falla humana. No obstante, ambas afirmaciones se fundamentan en principios no del todo cierto.

Lo innegable es que las normativas de diseño se fundamentan en modelos simplificados de la realidad donde se infiere un modelo hipotético de comportamiento del conductor. Por otro lado, el conductor es un operador de una máquina a través de la cual percibe un entorno y toma decisiones a cada instante en función de la información que recibe. Dicha información viene ligada a la consistencia de la vía, la cual está relacionada con el trazado, en la que la geometría debe resultar sin sorpresas y agradable al conductor; además de una adecuada coordinación planta-perfil donde el eje de la carretera concatene de forma lógica los elementos rectos y curvos en relación con el entorno circundante.

Una de las principales razones relacionadas con la infraestructura puede ser la baja consistencia del diseño geométrico. Esta situación produce que la geometría de la vía no se ajuste a las expectativas de los conductores y, por lo tanto, que estos puedan verse sorprendidos ante ciertas configuraciones de la misma. Lo anterior produce además una alta variabilidad en la velocidad entre elementos de la carretera y entre diferentes conductores, lo que puede conllevar un alto número de accidentes.

Según Martínez (2000), en Cuba el nivel de accidentalidad es mayor en las vías rurales, independiente del período en que se realiza el análisis. La Carretera Central, una de las obras viales que se distingue dentro de este tipo y que es considerada como la más importante del siglo XX, no se encuentra exenta de esta problemática.

En los 1135 Km de longitud de la Carretera Central se delimitan algunos tramos que se clasifican como conflictivos. Entre estos se puede citar el tramo objeto de estudio, comprendido entre las estaciones 90+6.34 y 90+9.34 (Figura 1).

Al tratarse de un tramo donde se reportan más de 10 accidentes anualmente, que ocasiona muertes, lesionados e importantes daños a la economía, además del desconocimiento de estudios de Ingeniería de Tránsito precedentes, se requirió evaluar la consistencia del diseño geométrico del vial con el propósito de detectar la posible incidencia de dicha infraestructura en el nivel de siniestralidad.

La novedad de la investigación se ubica en la evaluación de la consistencia geométrica en un tramo de la Carretera Central con la aplicación del método de velocidad de operación.

MATERIALES Y MÉTODOS

Existen diversas definiciones del concepto de consistencia del diseño. Al-Masaied et al. (1995) la definen como la condición bajo la cual la geometría de un camino se encuentra en armonía con las expectativas de los conductores, de tal manera que puedan evitar maniobras críticas. Echaveguren et al. (2013), por su parte, la definen en términos generales como la condición de armonía entre las expectativas de los conductores y lo que proporciona el diseño.

Existen diferentes métodos para evaluar la consistencia de una vía, entre estos están la velocidad de operación, los índices de trazado, la estabilidad del vehículo y la carga de trabajo del conductor.

De estos métodos, la velocidad de operación es uno de los criterios más empleados para evaluar la consistencia; por ejemplo, un cambio brusco en el trazado vial obliga a los conductores a cambiar de forma inesperada su velocidad de operación y a cometer errores, lo que se refleja en casos de accidentalidad.

Arias y Remolina (2018) considera que los perfiles de velocidad es uno de los datos de entrada más relevantes para los análisis de seguridad y, en particular, para el análisis de consistencia del diseño geométrico.

Para el análisis se va a distinguir entre métodos de evaluación local (evaluación de los elementos geométricos de forma individual) y continuos (análisis de consistencia global de un tramo).

Los criterios locales de consistencia permiten evaluar para un tramo de carretera convencional la consistencia de cada uno de los elementos geométricos que lo forman o de la combinación de elementos consecutivos (Pérez et. al., 2011). La evaluación puntual de la consistencia del diseño geométrico permite identificar zonas peligrosas para así poder rediseñarlas localmente en la carretera.

Mclean (1981) postuló que la principal causa de inconsistencia de los diseños era la diferencia entre la velocidad de diseño y la de operación. Lamm et al. (1986) adoptaron dicho postulado y construyeron, sobre la base de sucesivos estudios de campo, tres criterios de consistencia, los cuales en definitiva intentan medir las expectativas de los conductores (Echaveguren et al., 2013).

Estos tres criterios del método Lamm et al. (1986) están basados en el análisis de la velocidad a la que circulan los conductores, siendo el criterio II el más utilizado. Estos son:

• Criterio I. Compara entre la velocidad de diseño y la de operación en la mitad de la curva horizontal.

  Criterio II. Compara entre velocidades de operación entre elementos consecutivos del trazado.

  Criterio III. Determina la diferencia entre el rozamiento transversal movilizado y demandado (dinámica de la conducción).

De acuerdo con el criterio I, el índice de consistencia se obtiene mediante la aplicación de la siguiente ecuación (1) :

donde:

(2): Índice de consistencia

(3): Velocidad de operación, expresada como el percentil 85 de la distribución de frecuencia de velocidades (Km/h).

(4):Velocidad de diseño (Km/h)

La reducción de velocidad entre elementos sucesivos (5) indica la inconsistencia experimentada por los conductores que circulan desde un elemento al siguiente, según el criterio II.

En la tabla 1 se resumen los umbrales empleados en los Criterios I y II de Lamm.

RESULTADOS

Se realiza el análisis de la consistencia en el tramo de la Carretera Central comprendido entre las estaciones 90+6.34 y 90+9.34. La tabla 2 muestra algunas características de elementos consecutivos en dicho tramo.

La (figura 2 (a), (b), (c), (d), (e), (f)) muestra las curvas de frecuencia acumulada relativa y con ellas las velocidades de operación a lo largo del tramo objeto de estudio en cada una de las estaciones donde se realizaron las mediciones.

Alcanzadas las velocidades de operación, se está en condiciones de conformar el perfil de velocidades en el tramo objeto de estudio (Figura 3)

Para el análisis de la velocidad de operación de cada elemento se tuvo en cuenta el primer criterio de Lamm et al. (1986). Como resultado cuatro elementos arrojaron una evaluación de consistencia vial bien, seis de regular y dos de mal. Por tanto, según este criterio el tramo globalmente posee una consistencia de regular.

Para hacer la comparación de las velocidades de operación entre elementos consecutivos se aplicó el segundo criterio de Lamm et al. (1986). La comparación se hizo entre la velocidad de operación del elemento presente y su inmediato anterior. Como resultado cinco muestran una consistencia buena, cinco regular y solamente uno mal. Por tanto, el tramo en general tiene una consistencia regular.

Se evidencia la falta de homogeneidad de las características entre elementos consecutivos; lo que, en teoría, como plantea Sánchez (2011), impide que los conductores puedan desplazarse a una velocidad más o menos uniforme. Los conductores ajustan su velocidad a las condiciones del trazado, lo cual genera maniobras de riesgos.

Aquellos vehículos que circulan a una velocidad menor que la de diseño no tienen problemas de inseguridad; sin embargo, en la zona donde la velocidad de operación supera a la velocidad de diseño, los vehículos están circulando en condiciones para las que no ha sido diseñada la carretera. Por esta causa en su recorrido encuentran elementos geométricos, como curvas de radio pequeño, que los obligan a disminuir la velocidad. Esto hace que se produzcan variaciones de velocidad indeseables, como queda demostrado en el perfil de velocidad.

Por otro lado, son varios los tramos donde la distancia de visibilidad disponible es mucho menor que la distancia requerida; por tanto, el conductor no posee la visión justa sobre el trazado para detenerse en caso de percibir un objeto en la vía. Esto problema pone de manifiesto la poca seguridad que posee el conductor para realizar una eventual detención.

A lo anterior se suma el deterioro superficial que actualmente tiene el pavimento en el tramo de estudio.

Entre las medidas que no requieren de grandes inversiones y pueden contribuir a la disminución del nivel de accidentalidad en el tramo objeto de estudio están:

• Determinar en el terreno las distancias donde no se cumple la visibilidad de parada y adelantamiento y sobre esa base establecer la señalización horizontal.

  · Colocar señales verticales de limitación de velocidad, según los valores de velocidad segura obtenidos en el presente análisis de consistencia.

  · Colocar señales verticales que adviertan al usuario de la vía cuándo va a transitar por un tramo peligroso, especificando datos de la accidentalidad.

  · Evaluar la ampliación de la faja de emplazamiento de la vía en los lugares de mayores problemas de visibilidad, lo que implica cortes de taludes y talas de árboles.

  · Reparación de la superficie del pavimento.

CONCLUSIONES

1. 1. 1. Según el criterio I de Lamm, el 50 % de los elementos evaluados tienen una consistencia regular y el 17 % mal, lo que indica que la velocidad de diseño del tramo no es la ideal para que los vehículos se desplacen a una velocidad segura. El tramo analizado no fue diseñado para los requerimientos de velocidad que tienen los conductores actualmente.

   2. Para el caso del segundo criterio de Lamm, el tramo en estudio presenta un 72 % de consistencia regular. Por la diferencia de velocidad de operación entre elementos geométricos consecutivos se concluye que los conductores se ven en la necesidad de realizar ocasionalmente cambios bruscos de velocidad que constituyen maniobras de riesgo.

   3. Al analizar la accidentalidad del tramo y compararla con el análisis realizado según el criterio II de Lamm, se puede constatar que los tramos donde existe una mayor diferencia de velocidad de operación entre elementos consecutivos, tramos comprendidos entre las estaciones 90+7.26 a 90+7.54 y 90+7.66 a 90+8.32, coinciden con los trayectos donde se ha presentado la mayor cantidad de accidentes.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Al-Masaied, H.R, Hamed, M., AbouL-Ela, M., & Ghannam, A.G. (1995). Consistency of horizontal alignment for different vehicle classes. In Transportation Research Record1500 (pp.178-183). Washington, D.C. http://onlinepubs.trb.org/Onlinepubs/trr/1995/1500/1500-022.pdf

Arias Meza, J.I. y Remolina Tirado, I.C., (2018). Análisis de consistencia del diseño geométrico en una carretera de dos carriles en terreno llano desde km (12+938) vía La Fortuna hasta el km (19+473) vía La Lizama en ambos sentidos en el departamento de Santander (Proyecto de grado para optar como Ingeniero Civil). Universidad Pontificia Bolivariana. Bucaramanga, Colombia. https://repository.upb.edu.co/bitstream/handle/20.500.11912/5622/digital_37579.pdf?sequence=1&isallowed=y

Echaveguren, T., Altamira, A., Vargas-Tejeda, S. y Riveros, D. (2013). Criterios para el análisis de consistencia del diseño geométrico: velocidad, fricción, visibilidad y criterios agregados. Universidad de Concepción. Chile. https://www.academia.edu/14725311/CRITERIOS_PARA_EL_AN%C3%81LISIS_DE_CONSISTENCIA_DEL_DISE%C3%91O_GEOM%C3%89TRICO_VELOCIDAD_ACELERACI%C3%93N_VISIBILIDAD_Y_CONFIABILIDAD

Lamm, R., Hayward, J. & Cargin, J. (1986). Comparison of Different Proce-dure for Evaluating Speed Consistency. In Transportation Research Record 1100 (pp. 10-19). Washington, D.C. http://onlinepubs.trb.org/Onlinepubs/trr/1986/1100/1100-002.pdf

Pérez Zuriaga, A.M., Camacho Torregrosa, F.J. y García García, A. (2011). La velocidad de operación y su aplicación en el análisis de la consistencia de carreteras para la mejora de la seguridad vial. En Cuaderno tecnológico de la PTC (pp.1-54). España: Plataforma Tecnológica Española de la Carretera. https://www.researchgate.net/publication/261249580_La_velocidad_de_operacion_y_su_aplicacion_en_el_analisis_de_la_consistencia_de_carreteras_para_la_mejora_de_la_seguridad_vial

McLean, J. (1981). Driver speed behaviour and rural road alignment design. Traffic Engineering & Control, 22(4), 208 – 211. https://trid.trb.org/view/172764

Martínez, A. (2000), Desarrollo de la accidentalidad en Cuba. Medidas de control, Situación actual. Ciudad de La Habana: Centro Nacional de Vialidad, Ministerio del Transporte.

Sánchez Ordóñez, J.F. (2011). Metodología para la evaluación de la consistencia del trazado de carreteras interurbanas de dos carriles (Tesis doctoral). Universidad Politécnica de Madrid. España. http://oa.upm.es/11371/1/JOSE_FERNANDO_SANCHEZ_ORDO%C3%91EZ.pdf

Treat, R. (1979) Tri-level study of the causes of traffic accidents: Final report-executive summary Bloomington. Institute for Research in Public Safety.

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