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1. ELEMENTOS DEL TRÁNSITO La referencia principal de este capítulo es el libro titulado PRINCIPIOS DE INGENIERÍA DE TRÁNSITO del Doctor Guido Radelat Egües editado en el 2003 y patrocinado por el Institute of Transportation Engineers – ITE.

1.1 INTRODUCCIÓN Las vías de comunicación primitivas

• Trochas

• Preocupación por acceso motivó a crear caminos que servían inicialmente para la circulación de personas y bestias denominados caminos de herradura.

• El hombre es un animal social que se convirtió en un sedentario formando comunidades urbanas.

• La dinámica de crecimiento de las aglomeraciones urbanas dio vida a la calle.

Evolución del camino • Hace 6000 años aproximadamente nació la rueda.

• Fue necesario adaptar los caminos a la circulación de las características de las carretas surgiendo el camino carretero o las carreteras.

• El tránsito en las carreteras era penoso, entonces, las vías marítimas y fluviales eran mejores para el transporte resultando en la prosperidad de los puertos.

• Los caminos solo servía para personas, animales y el transporte de bienes caros y ligeros.

• En el siglo xviii inicia los progresos del camino a la par de los vehículos de tracción animal.

• Crecen las ciudades en Europa y en EUA:

• A mediados del siglo xix nace el ferrocarril.

Evolución de la calle • Fue distinta a la de los caminos.

• El surgimiento de las grandes ciudades fue antes que los grandes caminos.

• La calle es de uso peatonal y de las bestias características de la ciudad peatonal.

• Leibbrand planteó leyes que restringen el desarrollo urbano.

o 1ª: Limitado según los recursos de su zona tributaria. Hoy esta ley no se cumple.

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o 2ª: Limitado por la duración del viaje cotidiano (valor tolerable). Ejemplo: Si se asume que la jornada a pie diaria sea máxima de 30 minutos y la velocidad a pie es de 4,5 a 5 km/h, entonces, el recorrido máximo sería de aproximadamente 2 km que podría asumirse como el radio máximo de una ciudad peatonal resultando en un área de 1250 Ha y con una densidad máxima de 600 habitantes por Ha correspondería a una población máxima de 800.000 habitantes.

• Las calles de una ciudad peatonal son angostas, tortuosas e inapropiadas para los vehículos.

• Si la ciudad quería crecer entonces necesitaba el mejoramiento de las calles.

• En el siglo xix el tránsito de vehículos de tracción animal era intenso y con la participación del ferrocarril a través de los tranvías surge la “congestión del tránsito” mitigada por la incipiente regulación del tránsito y las reformas urbanas, por ejemplo, se tenían los bulevares de París.

La revolución automotriz • En el siglo xx aparece el “vehículo automotor” que se le veía como un

artefacto extraño deportivo de lujo pero evolucionó hasta convertirse en un medio útil y práctico.

• El nuevo vehículo encontró los caminos malos entonces fue necesario repararlos, mejorarlos y adaptarlos (a las características físicas y operativas del vehículo), construir nuevos caminos que fuesen estables y que permitieran “acceso”.

• Solucionado el aspecto “acceso”, la seguridad quedó en manos de la policía y los usuarios.

• Al principio las cosas marcharon bien (Vehículos escasos y velocidades bajas) pero los nuevos vehículos desarrollaron velocidades mayores (mejorando la “movilidad”), el número de vehículos creció al igual que los conflictos, accidentes y desde luego la congestión (Resultando en la disminución de la “movilidad”).

• Era preciso ganar “seguridad” a costa de perder “movilidad”.

• En los caminos rurales la dificultad no era la congestión sino la seguridad.

• Los ingenieros vales hacían mejoras sin considerar al elemento humano.

La ingeniería de tránsito. Génesis

• El problema necesita un enfoque técnico estudiando no solo el movimiento de los vehículos sino también a sus conductores.

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• Era necesario crear una técnica de circulación que tuviese en cuenta las leyes físicas y factores humanos (Esta técnica tomó fuerza en EUA debido a los problemas de tránsito).

• En 1920 se empezó a gestar esa rama del saber, especialidad de la ingeniería civil.

• En 1930 se definió la profesión: se fundó el “Institute of Traffic Engineers” (Hoy Institute of Transportation Engineers) que se preocupó inicialmente por resolver la accidentalidad y luego estudiar fenómenos del tránsito surgiendo la “ingeniería de tránsito”.

¿Qué es la ingeniería de tránsito?

• Rama de la ingeniería civil que estudia los cinco elementos fundamentales del tránsito: el conductor, el peatón, el vehículo, la vía y el medio ambiente y sus relaciones.

• Instrumento básico: Estudios de tránsito (Volumen, velocidad, interacción, estacionamiento, accidentes, etc.)

• Se aplican: leyes matemáticas, probabilidades, física y medios científicos para racionalizar la información (Estudios de tránsito) y modelar la circulación.

• Modelos computacionales: Son herramientas que ayudan en el cálculo de la capacidad y los niveles de servicio.

• El conocimiento racional de la circulación permite que la ingeniería de tránsito mejore la circulación aplicando medios restrictivos racionales logrando la eficiencia que no se lograba con las medidas arbitrarias implementadas antes de la ingeniería de tránsito.

• Medios restrictivos: Disposiciones legales (generales y particulares) y la forma de hacerlas conocer (divulgar) para lograr mayor eficiencia en los “dispositivos para regular el tránsito” que actúan sobre conductores, peatones y vehículos.

• Medios constructivos: Proporcionando estructuras adecuadas a los vehículos y peatones.

Definición de ingeniería de tránsito.

• Según Radelat (2003): “Rama de la ingeniería civil cuyo objetivo es el movimiento seguro y eficiente de peatones y vehículos por vías terrestres”.

o “Rama de la ingeniería”: no es u arte, ni ciencia, sino una profesión de carácter tecnológico que aplica principios científicos, técnicas, arte y sentido común.

o “movimiento seguro y eficiente de peatones y vehículos”: No interesa lo que lleven los vehículos ni porque circulan excepto que su carga afecte la seguridad.

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o “seguridad”: No solo de peatones y conductores sino de todos los afectados.

o “eficiencia”: Considerando los “factores económicos” (peatones, ocupantes, afectados, propietarios de empresas de transporte), “factores personales” (esfuerzo en la conducción, comodidad, costos, etc.) y “factores ambientales” (contaminación).

o “vías terrestres”: Por aquellas donde circulan vehículos automotores y peatones. No son vías férreas, ni acuáticas, ni aéreas.

La ingeniería de transporte. • La ingeniería de tránsito no puede resolver todos los problemas de

tránsito pues hay muchos factores que escapan a su control.

• El ingeniero de tránsito necesita de otros profesionales para resolver problemas.

• El ingeniero de tránsito solo tiene responsabilidad en el movimiento de unidades de tránsito por vías terrestres y no es de su competencia tratar de modificar el contenido de los vehículos, ni el “modo de transporte” que eligen las personas que si compete a la “ingeniería de transporte”.

• Las modalidades y elementos del transporte se presentan en el cuadro 1.

MODALIDADES Y ELEMENTOS 1. Por vías terrestres.

a. Vehículos terrestres. b. Carreteras. c. Calles.

2. Por vías férreas. a. Ferrocarriles interurbanos. b. Ferrocarriles urbanos.

3. Por vía aérea. a. Aviones. b. Aeropuertos.

4. Por vías acuáticas. a. Barcos. b. Puertos c. Canales

5. Por sistemas continuos. a. Acueductos. b. Oleoductos o gasoductos. c. Transportadores.

• “Ingeniería de transporte”: “Rama de la ingeniería cuyo objetivo es el movimiento seguro y eficiente de personas y cosas por distintas modalidades de transporte”.

• La ingeniería de tránsito está contenida en la ingeniería de transporte.

• La ingeniería de transporte tiene un objetivo más amplio.

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• Las actividades de la ingeniería de transporte del cuadro 2 son más amplias que las de la ingeniería de tránsito que se concentra en la operación, algo de investigación y colabora en el planeamiento y diseño geométrico de vías.

ACTIVIDADES 1. Planeamiento 2. Diseño 3. Construcción 4. Conservación. 5. Operación. 6. Investigación.

• Subramas de la ingeniería de transporte puede ofrecer soluciones al tránsito.

• Otra subrama de la ingeniería de transporte, mediante estudios origen-destino, puede estimar necesidades de mejoramiento de vías pero esto es en la situación actual, para garantizarlo en una vida útil, requiere de planeación de transporte urbano y regional.

La demanda de transporte. • La ingeniería de transporte busca satisfacer la “demanda” de transporte

de la mejor manera con la “oferta”.

• Para tratar de cambiar la demanda de transporte es necesario acudir a la informática, telecomunicaciones, sociología, administración pública, economía y el urbanismo.

1.2 ELEMENTOS DEL TRÁNSITO. Vía, tránsito y circulación.

• Vía: Solo considera las terrestres compuestas generalmente por calzadas y carriles.

• Según el Diccionario de la Real Academia de la Lengua española, “tránsito” es la acción de ir o pasar de un punto a otro por vías o parajes públicos. “Tráfico” es el tránsito de personas y circulación de vehículos por calles, carreteras o caminos, etc.

• Unidades de tránsito: son los peatones, vehículos y las bestias.

• Circulación: Movimiento de peatones o vehículos por una vía en particular (Se refiere al paso de uno solo de ellos en vez de grupos como se refiere la palabra tránsito).

Corrientes vehiculares • Conjunto de vehículos que circulan por una vía en el mismo sentido en

una o más filas.

• Los parámetros (macroscópicos) fundamentales del tránsito son: el volumen, la velocidad media y la densidad.

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o Volumen: Número de vehículos que pasan por un punto de la vía en las unidad de tiempo.

o Flujo: se denomina al volumen en general, al volumen medido en periodos menores a una hora, a una corriente vehicular o a grupos de vehículos que efectúan movimientos hacia una dirección determinada.

o Intensidad: se denomina al volumen por carril.

o Velocidad media: es el cociente entre el espacio recorrido y la unidad de tiempo.

o Velocidad medio de una corriente vehicular: es la relación entre la longitud del tramo recorrido y el tiempo medio que se tarda en viajarlo. Este tipo de velocidad es espacial (a diferencia de la temporal).

o Densidad de tránsito: es la relación entre el número de vehículos en una calzada o carril entre la longitud del tramo correspondiente.

o Densidad media del tránsito: es la división del número de vehículos promedio en la calzada o carril y la longitud correspondiente.

o Tiempo de recorrido: es aquel que considera el consumido en las demoras.

o Tiempo de viaje: el necesario para viajar del origen al destino.

o Demora: el tiempo perdido por los ocupantes de un vehículo cuando no puede ir a la velocidad deseada.

Importancia del elemento humano • Elementos activos: conductor, motociclista, ciclista y peatón.

• Elemento pasivo: el pasajero.

• El elemento humano activo le imprime a la ingeniería de tránsito un sello particular.

• Es difícil predecir el comportamiento humano frente a las medidas de ingeniería de tránsito.

• Las reacciones humanas varías de uno a otro y están influenciadas por el medio en el que viven, varían geográficamente y esto explica el mal funcionamiento de medidas importadas sin adaptar.

El conductor: • El ingeniero de tránsito debe conocer sus capacidades, características

físicas y mentales para comprender su papel en el tránsito y poder actuar en consecuencia (Reglamentos, diseños, construcción, modificación, conservación y operación).

• Según el interés y situación del ingeniero de tránsito se selecciona el tipo de conductor. Por ejemplo: Si se busca una solución óptima al conjunto

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de condiciones habituales y no existen problemas apreciables de seguridad, entonces, interesaría considerar al conductor promedio.

Características físicas del conductor:

Domine el vehículo Guíe por la vía con la velocidad adecuada, obedeciendo las normas, respetando al peatón y otros vehículos.

Tarea de conducir (Exige al conductor)

Oriente su vehículo hacia donde quiere ir.

Necesita: experiencia y condiciones físicas y mentales.

• Vista del conductor: Factor humano importante porque guía (Agudeza visual).

Agudeza estática La que se evalúa para otorgar la licencia de conducción vs. Agudeza dinámica. Es más importante: Permite estimar distancias, rapidez

de reacción, distinción de colores y prontitud del enfoque.

• El diseño de dispositivos de control del tránsito se realiza considerando los individuos con agudeza visual deficiente.

• Campo visual: (Ver Richardson).

o En el campo de agudeza visual se puede percibir os objetos con todo detalle, se puede leer.

o En el campo hasta el límite de visión se reconocen letreros pero no se puede leer.

o En el campo exterior a los anteriores se aprecia las diferencias de iluminación y movimiento. Los objetos se ven borrosos.

FIGURA1. Campo visual (Hobbs y Richardson, 1967) Fuente: Mencionado en: CORRÊA DA ROCHA, Luiz Paulo y ALVES BORGES, Comba Maria. Efeitos do posicionamiento dos semáforos no tráfego. (1988) COPPE - Universidade Federal do Rio de Janeiro. Rio de Janeiro, Brasil. En: Memorias del IV Congreso Panamericano de Ingeniería de Tránsito y Transporte. Mayagüez, Puerto Rico.

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Observar si deslumbrarse por las luces de otros vehículos. Recobrarse de encandilamiento.

Dificultades visuales en la noche Ver con poca iluminación.

Pueden agregarse condiciones difíciles como niebla, lluvia y otras precipitaciones.

Otras sensaciones que influyen en la conducción: acústicas, odoríferas, táctiles, musculares y de estabilidad.

Sensibilidad física Disminuye con la edad. vs. Experiencia y madurez

Aumenta con la edad (Compensa la falta de sensibilidad física con un mayor grado de atención)

Características mentales: tiempo de reacción.

Se manifiesta mediante el tiempo de reacción (Rapidez de la respuesta a circunstancias esperadas o inesperadas).

Proceso en el tiempo de reacción Involuntarias (Acto reflejo) Sensaciones Reacciones Voluntarias (Sensación = percepción)

Percepción Reconocimiento de la sensación por parte del cerebro y la médula espinal.

Intelección

Análisis de comparación con experiencias pasadas y decide lo que hay que hacer.

Si hay poca experiencia => aumenta el tiempo de interpretación => aumenta el tiempo de intelección

Volición Voluntar de actuar a través de los nervios motores.

• Tiempo de reacción = tiempo desde la impresión hasta el inicio de la reacción a ella (Producto del acto reflejo o del proceso sensación + percepción + intelección y volición).

• Tiempo de reacción = f (emociones, experiencia, estado sensorial, grado de atención).

• Varía desde valores menores de 1 s (casos sencillos) hasta valores de 4 o 5 s (Procesos complicados).

Ejemplo del tiempo de reacción al frenar:

Según Johannsson y Rumar:

• Conductores que esperan frenar requieren entre 0,3 s y 2 s.

• Conductores que no esperan frenar requieren entre 0,01s y 0,03s más (Hay 10% de conductores que requieren de 1,5 s de más).

Según la AASHTO el tr mín 0,64 s (Condiciones alertas)

1,64 s (Condiciones sorprendidos)

En laboratorio

2,5 s En la vía para condiciones complejas pero no para las excepcionalmente intrincadas.

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Características mentales: conocimientos, destrezas y actitudes.

Conocimientos Uso del vehículo, reglas del tránsito.

Destreza Habilidad en la conducción (Mejor dominio del vehículo y mayor exactitud para apreciar distancias y velocidad) = f(cualidades, manera y edad de aprendizaje, experiencia) Tendencia a reaccionar positivamente o negativamente (Para los demás) en presencia de un objeto psicológico. Contribuye a que el ambiente en la vía sea plácido y seguro u hostil y peligroso. Factores que influyen en el nivel de riesgo: premura por llegar, tiempo de conducción, preocupaciones, distracciones. Actitud

Actitudes nacen de características innatas pero pueden modificarse mediante educación, opinión colectiva, ideas sobre prestigio, vigilancia de la policía, propagandas comerciales, programas de orientación.

El peatón: • Factor importante que complica los problemas de circulación.

• Vulnerable.

• Aprecia mejor las condiciones del tránsito por la lentitud de su circulación.

• Los niños corren más riesgos Inmadurez, poca experiencia, exceso de energía).

• Ancianos corren más riesgos (Deficiencias físicas, reacciones lentas, testarudez).

• Velocidad 4,4 m/h.

El vehículo: • Autos = Vehículos de 2 ejes, 4 ruedas, capacidad hasta de 8 ocupantes,

en ingeniería de tránsito se incluyen a los camiones pequeños, vehículos livianos.

• Buses = Vehículos con capacidad hasta de 15 ocupantes, 2 o 3 ejes, en ingeniería de tránsito se clasifican como urbanos e interurbanos.

• Camiones = Vehículos con más de 4 ruedas para transportar carga, son rígidos (motor + carga en un solo chasis) y combinados (Unidad tractora + remolque o semi-remolque).

• De 2 ruedas = Capacidad para 1 o 2 personas, bicicletas, motos, numerosos en países en vía de desarrollo.

• Otros = Furgonetas, microbuses, minibuses, busetas, etc.

• Vehículos de 3 ruedas = mototaxis o bicitaxis.

• Camperos

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• Sobre rieles.

• Vehículo recreativos

• Vehículos de tracción animal.

Dinámica del vehículo automotor • Motor de combustión interna: Convierte la energía química de un

combustible en energía mecánica.

Potencia del motor

• Dinámica: Potencia es el trabajo realizado en la unidad de tiempo y trabajo es la aplicación de una fuerza para recorrer una distancia:

=

==

tespacioVelocidad

tciadisfuerza

tTrabajoPotencia tan*

potencia = fuerza * velocidad

• Unidades de potencia

o Caballo vapor (cv) =75 kg-m/s

o Horsepower (HP) =1,0139cv

o Watt (w) = potencia necesaria para producir un “ampere” de corriente eléctrica con una presión de un “volt”.

o 1kw = 1,3596 cv

• “Potencia nominal o bruta” de un motor

o Potencia máxima que dan los fabricantes

o En un banco de prueba (Motor nuevo)

o A 20ºC y Nivel del mar

• “Potencia efectiva o neta”

o Potencia máxima de los motores instalados en el vehículo y que entrega por la propulsión.

o En condiciones normales de funcionamiento.

• Potencia bruta – Potencia neta

o Debida a los elementos instalados en el vehículo (Ventiladores, generadores, etc.)

o Altitud y temperatura

o Desgaste de piezas (envejecimiento)

o Trato y conservación.

o Ejemplo: Glauz y Harwood dice que en EU las pérdidas en potencia bruta es del 50% a 100km/h en autos y del 6% en camiones.

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o En Argentina (Federación de camioneros) del 18% al 20%.

o En México (Mendoza y Mayoral) del 15%.

• Motor: Transforma el desplazamiento longitudinal de los émbolos en la rotación del eje del motor generando un par motor al cual el conductor le imprime velocidad de rotación oprimiendo el acelerador del vehículo dando como resultado la Potencia del motor.

• En la Figura 2 se ilustra la relación entre el de revoluciones vs. Potencia, Par motor y Consumo de combustible.

o La potencia máxima y el Par motor máximo no coinciden.

o Por ejemplo en vehículo liviano el par motor puede darse a 4000 rpm y la Potencia máxima a 5200 rpm.

o Las revoluciones normales de un auto varían entre 1000 y 6000 rpm.

o Las revoluciones normales de un camión varían entre 1000 y 2200 rpm. Por ejemplo un motor diesel mediano MAN 19215 DH tiene potencia máxima de 215 cv a 2200 rpm y el par máximo (o torque máximo) de 76 kg-m a 1400 rpm.

Figura 2. Relación entre la potencia y el par motor y las revoluciones de un un motor diesel mediano de un camión MAN 19215 DH. FUENTE: DEJAN RADULOVIC SCHÄFER (1982). Transporte automotor de carga. Serie: Tecnológica. Primer parte. Santafé de Bogotá, D. C. p.44.

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Ruedas motrices

Son la propulsión de los vehículos a motor.

El motor transmite a través de la transmisión la rotación de las ruedas motrices cambiándole su velocidad usando los cambios de la caja.

Potencia = fuerza * velocidad (Si se mantiene la velocidad del motor y sin considerar el menor rendimiento del motor con los cambios bajos).

Cambio k 1 10 2 . 3 . motricesruedasderotacióndeVelocidad

wmotordelrotacióndeVelocidadmarchadeducciónk

444444 8444444 76

== Re

4 3

kDwVavancedelinealVelocidad π06,0==

Donde:

V = Velocidad del vehículo [km/h]

D = Diámetro de la rueda [m]

w = velocidad de rotación del motor [rpm]

k = Reducción de marcha

Según De la Torre y otros:

VNFtφ270=

Donde:

Ft = Fuerza tractora en las ruedas motrices [kg]

N = Potencia neta del motor utilizada [cv]

V = velocidad del vehículo [km/h]

φ = rendimiento de la transmisión = 1-0,02(# de cambios de marcha desde la marcha directa)

EJEMPLO Un camión asciende un tramo recto con pendiente de 3% de inclinación a velocidad constante de 50 km/h (Usa la potencia máxima aunque no el par motor máximo) y lo sigue un automóvil sin posibilidad de adelantarlo con las siguientes condiciones:

Ítem Automóvil Camión N = Potencia neta (cv) 45 125 D (m) 0,60 Número máximo de cambios 4 8 Cambio que usa 4 6

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rpmD

Vkw 13266,0**06,0

3*5006,0

===ππ

( )[ ] kgFt 64850

125*6802,01270 =−−

=

Funcionamiento de la rueda motriz

Resistencias al avance del vehículo

RESISTENCIAS FORMULA SIGNIFICADOS

Inercia gPaRi = P = Peso del vehículo[kg]

a = aceleración [m/s2] g = gravedad = 9,81m/s2

Rodadura rPRr = r = coeficiente de resistencia a la rodadura. Ver Tabla.

Aire

25,0 ra CAVR ρ= ρ = densidad del aire = 0,125(1-2,26*altitud*10-5)4,225 [kg masa/m3] C = coeficiente aerodinámico A = área transversal del vehículo [m2] Vr = Velocidad relativa del vehículo y el viento. [m/s]

Pendiente PIRp = I = inclinación de la pendiente [º/oo]

Curvas gR

PVRc20185,05,0=

V = Velocidad del vehículo [km/h] R = radio de curvatura [m]

TOTAL cpari RRRRRR ++++= Si Ft > R => Puede acelerar Si Ft = R => Circula a velocidad constante R vs. Ft

Si Ft < R => Debe reducir velocidad o detenerse

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EJEMPLO Ítem Camión Auto

Potencia neta (cv) 125 45 Velocidad (km/h) 50 50 Peso (kg) 12500 1050 C 1 0,5 A (m2) 8 2,5 Ft (kg) 648 ¿

• P = 3%

• Tramo recto: Camión usa toda la potencia

• Auto usa parte de la potencia Vía pavimentada, buen estado, nivel del mar.

• Ri = 0; Rc = 0

Resistencia Camión Auto Rr 175 24 Ra 97 15 Rp 375 32 R 647 71

• Ft (Camión) = 648 ≈ R (Camión) = 647 => Velocidad constante.

Resistencia Camión Auto Rr 0,014*12500=175 0,023*1050=24,15=24 Ra 0,5[0,125(1-2,26*0*10-

5)4,225]1*8*13,92 = 96,6 = 97 0,5[0,125(1-2,26*0*10-

5)4,225]0,5*2,5*13,92= 15,1 =15 Rp 12500*0,03=375 1050*0,03=32 R 647 71

Relaciones Peso/Potencia • Indicador de la capacidad operacional de los vehículos.

• Es la relación entre el peso bruto del vehículo (kg) y la potencia neta del motor (cv) pero puede expresarse en unidades como lbs/HP o un inverso como w/kg.

• Potencia bruta o nominal (Catálogos).

• Potencia neta o efectiva (Aplicando factores de transformación de potencia bruta).

• Peso del camión varía mucho.

• Países desarrollados: salario del camionero es alto, el precio del camión es barato por lo tanto, los vehículos son más nuevos y costosos, sus relaciones peso/potencia son bajas y pueden lograrse velocidad altas y consecuentemente recorridos largos.

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• Países en vía de desarrollo: Experimenta las condiciones opuestas a lo anterior, por lo tanto, las relaciones peso/potencia son altas lo que no permite velocidades altas.

• Ver Tabla de Pe/Po típicas.

• Según Bedoya, Osorno y Valencia (1996): El percentil 85 de la Relación Peso/Potencia medida en carreteras de Antioquia y Cundinamarca se presenta en la tabla siguiente

TIPO DE CAMIÓN

NUMERO DE EJES

MEDELLÍN-PINTADA PESO/POTENCIA85

(kg/c.v.)

IBAGUÉ-BOGOTÁ PESO/POTENCIA85

(kg./c.v.) C2 2 146.6 145.3 C3 3 161.7 141.7

C3S2 5 181.3 189.2 C3S3 6 196.0 191.7

TODOS 171.3 174.4 FUENTE: VALENCIA, BEDOYA Y OSORNO (1996) Relación Peso/potencia de Vehículos Pesados en Carreteras Colombianas. En Memorias: IX Congreso Panamericano de Ingeniería de Tránsito y Transporte. La Habana. Cuba.

Vehículos representativos • Vehículo tipo: El que se usa cuando interesa estudiar condiciones

habituales. Por ejemplo, el HCM´97 usó dos relaciones peso/potencia de 90 kg/cv y 135 kg/cv como representativos de los camiones que circulaban por las carreteras de dos carriles.

• Vehículo de diseño: Para propósitos de diseño geométrico de vías se usan vehículos representativos que excedan en tamaño y limitaciones de operación a la “mayoría” de su clase. Los atributos que se consideran son sus dimensiones, radio de giro, salientes de la carrocería, altura de los ojos del conductor, la relación peso/potencia, efectividad del frenado. Para el alineamiento horizontal interesaría para el diseño del sobreancho en las curvas. Para el alineamiento vertical: la altura del ojo del conductor y la relación peso/potencia.

Estadísticas sobre vehículos automotores: Ver tabla 2-7.

Características especiales de los vehículos de transporte colectivo • Su relación peso/potencia > peso/potencia de autos.

• Estorban en vías urbanas pero en las rurales muy poco.

• Las tasas de aceleración y deceleración deberían ser 1,4 m/s2.

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Buses urbanos:

Microbús Motor a gasolina, 6 a 15 personas de capacidad, incómodo, ágil, rápido.

Minibús 5 a 8 m de longitud, 12 a 20 asientos, 20 a 35 personas de capacidad, motor a gasolina (Buseta)

Bus normal

Más de 8m de longitud, 35 a 80 asientos, 150 a 180 personas de capacidad, motor diesel, (9,0 m, 34 asientos, 65 personas de capacidad)

Bus articulado

Dos carrocerías con articulación, 16 a 18 m de longitud, 60 a 70 asientos, 180 personas de capacidad, 3 a 4 puertas dobles.

Bus de dos pisos

9 a 12 m de longitud, 4 a 4,45 m de altura, 100 personas de capacidad, uso turístico.

Trolebús Usa energía eléctrica, sucesores de los tranvías.

Bus interurbano

Dispone de sillas diseñadas para viajes largos, capacidad de 35 personas, una puerta, ofrece servicios como baño, TV, bar, etc., son más largos que los urbanos, menor relación peso/potencia que aquellos (entre 45 y 60 kg/cv).

Características especiales de las bicicletas 1. Usa energía muscular: limitada, diseño geométrico en consecuencia.

2. Inestable a velocidades bajas: vulnerable al viento, irregularidades de la vía, piso liso.

3. No tiene carrocería: vulnerable a golpes lo cual sugiere diseñara carriles amplios.

4. Ciclistas sociales: Circulan en grupo.

5. La circulación depende de la pericia, experiencia y habilidad física para evitar peligros.

6. Poco visible en la vía.

7. Vbici = Vauto/ 4 a 2

Dimensiones y requisitos especiales (Ver Figura 3).

Figura 3. Dimensiones y características especiales de las bicicletas.

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V > 11 km/h

• Holguras amplias a velocidades < 5 km/h. Ejemplo: 80 cm en vez de 20cm.

Resistencias, velocidad, aceleración y deceleración.

• Resistencias similares a las del auto pero más importante es Rviento que a 30km/h puede ser del 80% de R.

• Según Pein: Vdiseño = 32 km/h y V85 = 22 km/h

apromedio (Partiendo del reposo) = 1,07 m/s2

dpromedio = 1,2 a 2,5 m/s2

LA VÍA • “Lugar debidamente acondicionado para la circulación de vehículos, peatones o ambos”

• Beneficios funcionales: accesibilidad (“grado de facilidad que ofrece una vía para comunicar el origen de un viaje con su destino”) y movilidad (“grado de facilidad para desplazarse”). Adicionalmente seguridad.

• A veces cuando disminuye la movilidad también se reduce la accesibilidad.

Tipos de vías

Vías rurales:

• Calzadas, carriles (2,5 a 3,65m), berma, plataforma (corona), derecho de vía (faja de emplazamiento).

• Carreteras con calzadas separadas: Dos calzadas separadas por faja divisoria central.

• Carreteras con calzadas divididas: Dos calzadas divididas longitudinalmente por un separador estrecho.

• Clasificación

o Carreteras internacionales

o Carreteras nacionales o troncales: tránsito de grandes distancias.

o Carreteras regionales o secundarias: Limitadas a la región, conecta con las nacionales y recorridos de mediana longitud.

o Caminos locales o vecinales: trayectos cortos accesos a puntos más apartados del país.

• Clasificación según # de carriles: 2, 3 y múltiples.

Vías urbanas

• Clasificación según funcionalidad (accesibilidad y movilidad): arterias, calles, colectoras y calles locales.

o Arterias: ofrecen principalmente movilidad luego acceso a propiedades colindantes. Control con semáforos.

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o Calles colectoras: Recogen el tránsito de calles locales para conducirlo a las arterias y viceversa. El grado de movilidad es similar al de accesibilidad.

o Calles locales: Ofrece principalmente acceso a las propiedades. No se espera gran movilidad.

• Generalmente no tienen bermas pero usa bordillos (sardinel), tienen aceras.

• Vías travesías de carreteras.

• En la Figura 4 se ilustran las siguientes definiciones:

o Intersección: área general donde 2 0 más vías se unen o cruzan”

o Cruce: “lugar donde la calzada se une o atraviesa a otra u otras”. Una intersección puede tener uno o varios cruces.

o Rama de la intersección: “vías o porciones de vías que se unen en una intersección”

o Accesos o entradas a la intersección: “calzadas o porciones longitudinal de calzadas por donde el tránsito llega a una intersección”

o Salidas: lo contrario a los accesos.

Figura 4. A la izquierda, intersección de dos vías con un cruce, cuatro ramas y cuatro accesos. A la derecha, intersección de tres vías con dos cruces, cinco

ramas y cinco accesos.

Vías rápidas

• “destinadas al tránsito expreso que recorre comúnmente distancias mayores a 5 km a altas velocidades sin detenerse”

• Su función es proveer movilidad que se ilustra en la Figura 5 junto con otras infraestructuras.

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Figura 5. Funciones que desempeñan los distintos tipos de vías en sistema de vías urbanas.

• Provistas de doble calzada y cruces a desnivel.

• Si existe limitación total de accesos y todos los cruces son a desnivel es una autopista.

• Si existen algunos cruces a nivel y limitación parcial de acceso es una autovía o multicarril.

Clasificación por circulación vehicular

• Vías de circulación continua. El tránsito circula sin interrupciones (No hay control del tránsito). Por ejemplo, vías rápidas y multicarriles.

• Vías de comunicación discontinua: la forma normal de transitar requiere interrupciones. Por ejemplo, arterias y demás vías urbanas.

Estadísticas viales: Ver Tabla 2-8.

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1.3 BIBLIOGRAFÍA: • RADELAT EGÜES, GUIDO. (2003). Principios de Ingeniería de Tránsito. Instituto de Ingenieros de Transporte-ITE. Washington, D.C.

• VALENCIA, BEDOYA Y OSORNO (1996) Relación Peso/potencia de Vehículos Pesados en Carreteras Colombianas. En Memorias: IX Congreso Panamericano de Ingeniería de Tránsito y Transporte. La Habana. Cuba.

• CORRÊA DA ROCHA, Luiz Paulo y ALVES BORGES, Comba Maria. Efeitos do posicionamiento dos semáforos no tráfego. (1988) COPPE - Universidade Federal do Rio de Janeiro. Rio de Janeiro, Brasil. En: Memorias del IV Congreso Panamericano de Ingeniería de Tránsito y Transporte. Mayagüez, Puerto Rico.

• DEJAN RADULOVIC SCHÄFER (1982). Transporte automotor de carga. Serie: Tecnológica. Primer parte. Santafé de Bogotá, D. C. p.44.