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LECTURA N° 01

VELOCIDAD DE DISEÑO O DE PROYECTO

Es la velocidad máxima a la cual los vehículos pueden circular con seguridad sobre un camino, cuando las condiciones atmosféricas y del tránsito son favorables.

La selección de la velocidad de proyecto está influida principalmente por la configuración topográfica del terreno, el tipo de camino, los volúmenes de tránsito y el uso de la tierra. Una vez seleccionada, todas las características propias del camino se deben condicionar a ella, para obtener un proyecto equilibrado. Un camino en terreno plano o con lomerío suave justifica una velocidad de proyecto mayor que la correspondiente a la de un camino en terreno montañoso. Un camino que cruce una región poco habitada justifica una velocidad de proyecto mayor que otro situado en una región poblada. Cuando el usuario se da cuenta de que la localización del camino es difícil por condiciones especiales, acepta con buena disposición velocidades bajas, cosa que no admite cuando no ve razón para ello. Un camino que tiene un gran volumen de tránsito puede justificar una velocidad de proyecto mayor que otro de menos volumen, en una topografía semejante, principalmente cuando la economía en la operación de vehículos es grande, comparada con el aumento de costo por la construcción. Sin embargo, no se debe suponer una velocidad baja de proyecto para un camino secundario, cuando la topografía del camino sea tal, que los conductores puedan transitar a gran velocidad. Los conductores no ajustan sus velocidades a la importancia del camino, sino a las limitaciones físicas o de los volúmenes de tránsito que se presenten. En algunos casos, los conductores se muestran renuentes a cambiar la velocidad que ellos creen conveniente, a aquella de seguridad y tratan de viajar con una velocidad alta, que no está de acuerdo con el camino y las condiciones predominantes.

Al proyector un tramo de un camino, es conveniente, aunque no siempre factible, suponer un valor constante para la velocidad de proyecto. Los cambios en la topografía pueden obligar a hacer cambios en la velocidad de proyecto en determinados tramos. Cuando éste sea el caso, la introducción de una velocidad de proyecto mayor o menor no se debe efectuar repentinamente, sino sobre una distancia suficiente para permitir a los conductores cambiar su velocidad gradualmente, antes de llegar al tramo del camino con distinta velocidad de proyecto.

En la mayoría de los Departamentos de Caminos de los diferentes Estados de la Unión Americana, se ha adoptado como velocidad de proyecto límite superior 112 km/h. Existen, sin embargo, casos en donde la velocidad máxima permitida es de 128 km/h.

En Europa, en lo que respecta al valor numérico de la velocidad de proyecto comúnmente empleado por los diferentes países, la primera observación es que existe una tendencia contraria a valores muy altos, los cuales fueron considerados adecuados hace algún tiempo. Italia es un ejemplo: hace 10 años, velocidades de proyecto tan grandes como 160 km/h fueron considerados como muy posibles, mientras que en la actualidad, la velocidad de proyecto más alta indicada en las normas oficiales para caminos es de 120 km/h. Similarmente, Francia y Alemania han reducido los valores más altos para velocidad de proyecto, aunque aún aceptan valores numéricos un poco mayores (140 km/h), mientras que el resto de los países europeos no van más allá de los 120 km/h.

Esta tendencia en los países europeos, a disminuir los valores numéricos en la velocidad de proyecto, se debe principalmente al reconocimiento de que los valores extremadamente altos para la velocidad de proyecto son en parte ilusorios, porque muchos elementos del camino no pueden ser proyectados para tales velocidades, ya que ellas no son obtenibles por la combinación vehículo-conductor y porque tienen poca influencia en la velocidad de marcha, en el momento en que los caminos transportan una cantidad razonable de tránsito.47

La mayoría de los caminos son diseñados para satisfacer las necesidades del tránsito, dentro de un período hasta de 20 años adelante del año en que se hace el proyecto.

Sin embargo, los elementos del alineamiento horizontal y del vertical que están

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relacionados directamente a la velocidad de proyecto, normalmente se determinan bajo la base de un tiempo de duración mayor, si no es que permanente. Si se planea adecuadamente, los elementos de la sección transversal de un camino pueden alterarse en el futuro sin mucha dificultad, mientras que los cambios en los alineamientos horizontal y vertical incluyen gastos y consideraciones de gran envergadura. Una pregunta a contestar es si se deben usar o no velocidades de proyecto mayores de 110 km/h, para permitir un incremento probable de la velocidad límite superior en un tiempo futuro. La mayoría de los vehículos actuales pueden obtener velocidades de operación mayores de los 160 km/h y son capaces de sostener velocidades del orden de los 130 km/h. Puede esperarse que la velocidad promedio en los caminos principales continuará aumentando gradualmente. Esto será posible al reducir el número de vehículos que viajen a velocidades menores y al proporcionar mejores caminos y demás elementos viales, incluyendo mejor control del tránsito. No es probable, sin embargo, que haya incrementos radicales en las máximas velocidades. Además, un vehículo puede viajar a mayor velocidad que la supuesta para el proyecto, con algún grado de seguridad cuando las condiciones son favorables y el conductor es hábil.

Con los datos anteriores, se llega a la conclusión de que donde los elementos físicos del camino son el principal control de la velocidad y donde la mayoría de los conductores estén condicionados a operar casi todo el tiempo bajo los límites de velocidad comunes en nuestros días, una velocidad límite de 110 km/h satisfará un porcentual de velocidad, únicamente un pequeño porcentaje de los conductores operarán sus vehículos a velocidades mayores, cuando el volumen es bajo y todas las demás condiciones son favorables.

Basándose en los datos anteriores y a la topografía de México, se pueden establecer, como límites para la velocidad de proyecto, 30 km/h y 110 km/h. Asimismo, la variación recomendada para la velocidad de proyecto de diferentes caminos, debe estar basada en incrementos de 10 km/h. Incrementos menores que el anterior indicarán poca variación en los elementos del proyecto e incrementos mayores de velocidad causarían una diferencia muy grande en los elementos de proyecto. El uso de incrementos de 10 km/h en la velocidad de proyecto, no excluye el uso de valores intermedios para propósitos de control del tránsito, tales como avisos de velocidad en los diferentes tramos.

RELACION ENTRE LA VELOCIDAD, EL VOLUMEN Y LA DENSIDADEn la operación de un camino, el volumen, la velocidad y la densidad de tránsito,

están íntimamente relacionados. Para comprender mejor el comportamiento del tránsito sobre el camino, en este punto se analizará cualitativamente, la relación que existe entre volumen, densidad y velocidad.

Teóricamente para esta relación debe usarse la velocidad media con respecto a la distancia, ya que Wardrop demostró que únicamente usando esta velocidad se cumple. Sin embargo Drake, Schofer y May, encontraron que aunque existe una diferencia entre la velocidad media con respecto a la distancia y la velocidad media con respecto al tiempo, para esta clase de estudios es despreciable. Por lo tanto, deberá probarse para cada estudio, que la variación es despreciable o bien usar la velocidad media con respecto a la distancia.

Aunque muchas veces se les confunde, los términos volumen y densidad expresan conceptos diferentes. Volumen es el número de vehículos que pasan por un tramo de un camino en una unidad de tiempo; en cambio, densidad es el número de vehículos que permanecen en el tramo por unidad de longitud en un momento dado.

Dimensionalmente, el volumen de tránsito es igual a la densidad por la velocidad, esto es:

T=VDEn donde :

T = Volumen de tránsito, en vehículos/hora.V = Velocidad del tránsito.D = Densidad de tránsito, en vehículos/kilómetro.

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La expresión anterior nos indica que si la velocidad permanece constante, el volumen y la densidad están relacionados linealmente, esto es, que a incrementos iguales de densidad corresponden incrementos iguales de volumen; sin embargo, lo que en realidad ocurre es que al incrementarse la densidad, la velocidad ya no permanece constante, sino que se reduce y al ocurrir esto, la relación entre densidad y volumen no es lineal.