Análisis de la gestión de tránsito para la mitigación del congestionamiento en la avenida Circunvalación el Golf en el tramo comprendido por las avenidas Javier Prado Este y La Fontana

Gestión Tránsito: Mitigación Congestión

Información del documento

Autor

Duarte Di Rosa, Angelo Jesús Ismael

Escuela

Facultad de Ingeniería, Carrera de Ingeniería Civil

Especialidad Ingeniería Civil
Tipo de documento Trabajo de Investigación para optar el Grado Académico de Bachiller en Ingeniería Civil
Idioma Spanish
Formato | PDF
Tamaño 4.08 MB

Resumen

I.Identificación del Problema y Objetivos

Este estudio analiza la gestión de tránsito y la congestión vehicular en un tramo de 750 metros de la Avenida Circunvalación el Golf en Lima, Perú, entre las avenidas Javier Prado Este y La Fontana. El problema principal es el alto nivel de congestión vehicular, con tiempos de recorrido de hasta 15 minutos en hora pico en un tramo de solo 750 metros. El objetivo principal es determinar un análisis de la gestión de tránsito para la mitigación del congestionamiento mediante la sincronización semafórica y el mejoramiento del diseño geométrico. El distrito de La Molina, donde se ubica el estudio, presenta un alto flujo vehicular debido a la presencia de centros turísticos, deportivos y educativos.

1. Descripción del Problema de Congestión Vehicular en la Avenida Circunvalación el Golf

El estudio se centra en un tramo específico de 750 metros de la Avenida Circunvalación el Golf en el distrito de La Molina, Lima. Este tramo, situado entre las avenidas Javier Prado Este y La Fontana, presenta un significativo problema de congestión vehicular. Se destaca que, durante las horas pico, el tiempo de recorrido de este corto trayecto puede llegar hasta los 15 minutos. Este prolongado tiempo de viaje se atribuye a la alta densidad de tráfico en la zona, agravada por la presencia de diversos establecimientos generadores de tráfico como centros comerciales, colegios, universidades y zonas residenciales. La ubicación del tramo en el distrito de La Molina, un área importante de Lima con numerosos atractivos turísticos y deportivos, contribuye al aumento del flujo vehicular y a la consecuente disminución de la calidad del servicio en las vías aledañas, incluyendo la Avenida Javier Prado, una de las más transitadas de la ciudad. El estudio busca comprender la magnitud de este problema y proponer soluciones para mejorar la gestión del tráfico en esta área crítica de la ciudad.

2. Objetivos del Estudio Mitigación de la Congestión Vehicular

El objetivo general del estudio es determinar un análisis exhaustivo de la gestión del tráfico para mitigar la congestión en el tramo específico de la Avenida Circunvalación el Golf descrito anteriormente. Para alcanzar este objetivo general, se plantean dos objetivos específicos. El primero se enfoca en determinar cómo el análisis de la gestión del tránsito puede contribuir a la mitigación de la congestión a través de la sincronización de semáforos en el tramo estudiado. Se busca evaluar la eficiencia de la sincronización semafórica como herramienta para regular el flujo vehicular y reducir los tiempos de espera. El segundo objetivo específico explora la mitigación de la congestión mediante el mejoramiento del diseño geométrico del tramo vial. Este aspecto se centra en analizar la infraestructura vial actual y proponer modificaciones al diseño que permitan una mejor circulación de los vehículos, optimizando el flujo y reduciendo los puntos de conflicto que contribuyen a la congestión. En conjunto, estos objetivos buscan implementar soluciones integrales para mejorar la gestión del tráfico en la zona y resolver los problemas de congestión vehicular.

II.Metodología

Se realizó un conteo manual de vehículos durante 18 horas (3 días, 3 horas mañana y tarde) para determinar el volumen vehicular, velocidad, tiempo de viaje y capacidad de las intersecciones. Se utilizaron los datos para calcular el factor de hora pico (PHF) según el Highway Capacity Manual (HCM). El estudio se centró en tres intersecciones clave a lo largo del tramo seleccionado de la Avenida Circunvalación el Golf.

1. Conteo Vehicular y Recopilación de Datos

La metodología empleada se basó en un exhaustivo conteo manual de vehículos en las intersecciones del tramo estudiado de la Avenida Circunvalación el Golf. Este conteo se realizó durante un periodo de 18 horas distribuidas en tres días diferentes, abarcando tres horas en la mañana y tres horas en la tarde de cada día. Este diseño muestral se implementó con el objetivo específico de obtener el Factor de Hora Pico (Peak Hour Factor o PHF), un indicador clave para el análisis de la capacidad vial. El proceso de conteo manual permitió registrar datos cruciales como el volumen vehicular, la velocidad de circulación, el tiempo de viaje y la capacidad de cada intersección. Esta información detallada fue fundamental para el análisis posterior y la aplicación de modelos de simulación. La selección de los días y horarios de conteo buscó representar adecuadamente las condiciones de tráfico en diferentes momentos del día y la semana, asegurando la representatividad de los datos recolectados para un análisis más preciso de la situación.

2. Análisis de Datos y Software Utilizado

Una vez recopilados los datos del conteo vehicular, se procedió a su procesamiento y análisis. Este proceso incluyó la estandarización de los datos de acuerdo con la Unidad de Capacidad de Vehículo (UCP), considerando las diferencias en el tamaño y el impacto en el flujo vehicular de los distintos tipos de vehículos (automóviles, autobuses, camiones, etc.). Para complementar el análisis, se utilizó el software SYNCHRO 7. Esta herramienta de simulación permitió modelar las intersecciones estudiadas y determinar su nivel de servicio (LOS) actual, de acuerdo a los parámetros del Highway Capacity Manual (HCM). Además, el software facilitó la proyección de escenarios futuros, permitiendo evaluar el impacto de posibles intervenciones en la gestión del tráfico, como la adición de carriles o la modificación de la sincronización semafórica. La combinación del conteo manual con la simulación por ordenador facilitó un análisis más completo y preciso de la situación, proporcionando una base sólida para la elaboración de las recomendaciones.

III.Marco Teórico

El estudio se basa en el Highway Capacity Manual (HCM) para evaluar el nivel de servicio (LOS) de las intersecciones. Se define el LOS como un parámetro que relaciona la calidad de una vía con su flujo vehicular. Además, se utiliza el software SYNCHRO 7 para modelar las intersecciones y analizar el impacto de posibles mejoras en el diseño geométrico y la sincronización semafórica.

1. Highway Capacity Manual HCM y Nivel de Servicio LOS

El marco teórico del estudio se basa fundamentalmente en el Highway Capacity Manual (HCM), un manual reconocido para el diseño de carreteras que busca optimizar la eficiencia del flujo vehicular y reducir la siniestralidad vial. Se destaca la importancia del HCM como herramienta para la planificación y gestión eficiente de recursos en el ámbito vial. El documento cita a Noland (2013) para enfatizar la naturaleza multidisciplinaria de la política de seguridad vial, involucrando ingenieros de tráfico, economistas, psicólogos, entre otros profesionales. El estudio se centra en el concepto de Nivel de Servicio (LOS), un parámetro definido por el HCM que califica la calidad de una vía según su flujo vehicular. El LOS se representa mediante una escala de letras (A, B, C, D, E, F), donde A indica la mejor calidad de servicio y F la peor. La comprensión del LOS es crucial para evaluar la eficiencia del funcionamiento de las vías y la necesidad de implementar mejoras. El HCM proporciona los estándares y procedimientos para determinar el LOS y orientar la inversión de recursos públicos en la mejora de la infraestructura vial.

2. Definición del Nivel de Servicio LOS y la Coordinación Sistemática del Tráfico

Se define el Nivel de Servicio (LOS), siguiendo a Mathew (2017), como la capacidad máxima razonable de personas o vehículos que pueden atravesar un punto o sección de una vía en un periodo determinado, bajo condiciones específicas de tráfico y control. Esta definición subraya la importancia de considerar las condiciones de tráfico al determinar la capacidad vial. El estudio también describe la utilización del software SYNCHRO 7 para modelar las intersecciones y determinar su nivel de servicio. El programa permite analizar las condiciones actuales del tráfico y proyectar escenarios futuros, incluyendo el impacto de mejoras en la infraestructura, como la adición de un nuevo carril. Además, se explican los factores utilizados para convertir distintos tipos de vehículos en Unidades de Capacidad de Vehículo (UCP), considerando que autobuses y camiones tienen un mayor impacto en el flujo vehicular que los automóviles. Se considera un automóvil como 1 UCP, una motocicleta como 0.5 UCP, y un autobús o camión como 3 UCP, reflejando su mayor ocupación de espacio y la complejidad que generan en las intersecciones.

IV.Recolección y Análisis de Datos

Se analizaron tres intersecciones (X1, X2, X3) a lo largo del tramo estudiado, determinando sus características geométricas y volúmenes vehiculares en hora pico. Se identificó el martes 4 de enero como el día pico, con las horas pico entre las 7:20 am y 8:20 am y entre las 5:30 pm y 6:30 pm. Se utilizó la Unidad de Capacidad de Vehículo (UCP) para estandarizar el conteo de vehículos de diferentes tipos.

1. Características del Tramo y Descripción de las Intersecciones

La recolección de datos se centró en un tramo de 750 metros de la Avenida Circunvalación el Golf en Lima, específicamente entre las avenidas Javier Prado Este y La Fontana. El tramo se dividió en tres intersecciones clave (X1, X2, X3) para el análisis. Se describen las características geométricas del tramo, incluyendo la velocidad permitida (60 km/hr en la sección cercana a la Avenida Javier Prado y 30 km/hr en la sección cercana a la Avenida La Fontana debido a la presencia de un colegio) y el ancho de los carriles (3.1 metros, excepto en la intersección X2, donde el carril de giro a la derecha mide solo 2.2 metros). Cada intersección se describe individualmente, señalando el tipo de vehículos que la transitan y las características del flujo vehicular. Por ejemplo, la intersección X1 (Av. Circunvalación del Golf - Av. Javier Prado) presenta un carril exclusivo para transporte público, mientras que las intersecciones X2 y X3 muestran un alto flujo vehicular en sentido este-oeste y un volumen moderado en sentido norte-sur.

2. Determinación del Día y Hora Pico

Para determinar el día y la hora pico, se realizó un conteo vehicular durante tres días (martes, jueves y sábado) en un horario comprendido entre las 7:00 y las 10:00 am, y entre las 17:30 y las 20:30 pm. El análisis de los datos recolectados permitió identificar el martes 4 de enero como el día con mayor volumen vehicular. Además, se especificaron las horas pico, encontrando que el mayor volumen de tráfico se concentró entre las 7:20 am y 8:20 am, y se identificaron los periodos de 15 minutos con mayor tráfico (ej. 7:50-8:05 am). Esta información sobre los días y horas pico resulta fundamental para la planificación de las estrategias de mitigación de la congestión y para la interpretación de los resultados del estudio.

3. Análisis de los Datos y Variables Relevantes

El análisis de datos incluyó el procesamiento de los volúmenes vehiculares, considerando la Unidad de Capacidad de Vehículo (UCP) para estandarizar los datos de los distintos tipos de vehículos. Se presentan los volúmenes obtenidos para cada hora del día, con énfasis en las horas pico. El análisis permitió identificar las variables necesarias para estudiar la gestión del tránsito en las tres fases semafóricas presentes en el tramo estudiado. Se describe la representación gráfica de las intersecciones, incluyendo un esquema geométrico que detalla los sentidos del tránsito, los giros permitidos y el número de carriles. Este análisis detallado de los datos, considerando tanto variables de flujo vehicular como aspectos geométricos de las intersecciones, es crucial para la interpretación de los resultados y el planteamiento de las recomendaciones para la mejora de la gestión de tráfico.

V.Análisis de las Condiciones a Futuro

Se proyectó el volumen vehicular para los años 2022 y 2027 utilizando datos del Instituto Nacional de Estadística e Informática (INEI) sobre el crecimiento poblacional del distrito de La Molina. Se obtuvo una tasa de crecimiento anual del 1.13% para 2022 y del 1.28% para 2027. Estos datos se utilizaron para estimar el impacto del crecimiento poblacional en la congestión vehicular futura.

1. Proyección del Crecimiento Poblacional y su Impacto en el Tráfico

El análisis de las condiciones futuras del tráfico se basa en datos del Instituto Nacional de Estadística e Informática (INEI) sobre el crecimiento de la población en el distrito de La Molina. Utilizando datos de población del periodo 2000-2015, se realizó un análisis de regresión para proyectar la población para los años 2022 y 2027. Se obtuvo una tasa de crecimiento anual compuesta (TCA) de 1.13% para 2022 y de 1.28% para 2027. Este crecimiento poblacional se considera un factor determinante en el aumento del volumen vehicular futuro. La proyección del crecimiento poblacional sirve como base para estimar el aumento en el volumen de vehículos en uso en los años futuros, permitiendo evaluar el potencial impacto en la congestión vehicular en las intersecciones estudiadas. Este análisis proyecta, a través de una relación entre crecimiento poblacional y volumen vehicular, la posible congestión futura en el área de estudio.

2. Estimación de Volúmenes Vehiculares Futuros

El estudio no detalla explícitamente el método utilizado para trasladar la tasa de crecimiento poblacional a una proyección de volumen vehicular, limitándose a indicar que se utilizará esta relación para estimar el volumen de vehículos en el futuro. Se menciona que la estimación se realizará para periodos de cinco años (2022 y 2027), observando el efecto sobre el tráfico en cada intersección. La información precisa sobre los nuevos volúmenes vehiculares para cada intersección en 2022 y 2027 se reserva para una sección posterior del informe. Esta sección del análisis se centra en establecer la metodología para la proyección del impacto del crecimiento demográfico en el volumen vehicular, sentando las bases para el análisis más profundo que se presentará más adelante en el informe. La omisión de datos numéricos concretos en esta sección refleja una organización del informe donde la presentación detallada de las proyecciones de tráfico se realiza en una sección posterior.

VI.Propuestas y Recomendaciones

Se proponen modificaciones al diseño geométrico, incluyendo la ampliación de un carril en la intersección X2 para mejorar el flujo vehicular y la instalación de rejas de seguridad peatonal para estandarizar la velocidad en el tramo. También se recomiendan ajustes en la sincronización semafórica, priorizando el flujo vehicular de la Avenida Javier Prado y eliminando los giros a la izquierda en la intersección X2 debido a su bajo volumen. La coordinación de los semáforos se plantea para optimizar el flujo de este a oeste.

1. Mejoras en el Diseño Geométrico

El informe propone varias mejoras en el diseño geométrico para optimizar el flujo vehicular y reducir la congestión. En la intersección X2, se recomienda una modificación parcial que elimina los giros a la izquierda en dirección este debido a su bajo volumen de uso (solo 7.3% del tráfico total). Se justifica esta decisión para priorizar el flujo vehicular en la dirección principal. Además, se propone ampliar el carril exclusivo para giros a la derecha en la intersección X2, que actualmente tiene un ancho insuficiente (2.2 metros), con el fin de evitar que los vehículos invadan la acera. Esta ampliación requeriría afectar parcialmente el diseño de la acera para cumplir con los requisitos mínimos de ancho de carril. Para estandarizar la velocidad en todo el tramo (entre las intersecciones X2 y X3), se sugiere la instalación de rejas de seguridad peatonales en la acera, especialmente considerando la presencia de instituciones educativas en la zona. Esto busca armonizar la velocidad permitida, homologándola a los 60 km/hr de la intersección X1, mejorando la seguridad vial.

2. Recomendaciones para la Sincronización Semafórica

En relación a la sincronización de semáforos, se recomienda coordinar las fases semafóricas de las intersecciones para optimizar el flujo vehicular en la dirección este-oeste. Se propone priorizar la Avenida Javier Prado como punto de partida debido al mayor volumen vehicular en la intersección X1. Se sugiere la eliminación de las fases semafóricas que permiten los giros a la izquierda desde la Avenida Circunvalación hacia la Avenida Los Frutales, con base en su bajo uso. Se recomienda una coordinación de 35 segundos en el semáforo de la intersección X3 para generar una armonía entre los semáforos de las intersecciones X1 y X3, mejorando así la eficiencia del flujo vehicular en todo el tramo. Estas recomendaciones en la sincronización semafórica se complementan con las mejoras en el diseño geométrico, buscando un sistema de gestión del tráfico integral y eficiente.

VII.Conclusiones

El estudio revela un deficiente nivel de servicio en las intersecciones analizadas debido a la falta de medidas efectivas de gestión de tránsito. Se concluye que la implementación de las propuestas de mejora en el diseño geométrico y la sincronización semafórica puede contribuir significativamente a la mitigación del congestionamiento vehicular en la Avenida Circunvalación el Golf.

1. Nivel de Servicio y Necesidad de Mejoras

El estudio concluye que el nivel de servicio (LOS) en todas las intersecciones analizadas no supera la categoría C, indicando una deficiencia en la gestión del tráfico. Esto se atribuye a la falta de efectivos de control de tránsito ante el alto flujo vehicular y a una deficiencia en la preparación técnica y la proyección en el diseño de los intercambios viales. La verificación del LOS se realizó utilizando el programa SYNCHRO 7, confirmando la necesidad de mejoras significativas en la gestión del tráfico para elevar el nivel de servicio y mejorar la fluidez en el tramo estudiado de la Avenida Circunvalación el Golf. La falta de una adecuada planificación vial y la ausencia de un sistema integral de control de tránsito son factores que contribuyen a la problemática de congestión vehicular.

2. Recomendaciones Específicas para la Mejora del Tránsito

Se recomienda modificar la intersección X2 para permitir únicamente el flujo vehicular en sentido este-oeste, eliminando el giro a la izquierda hacia la Avenida Los Frutales debido a su bajo uso. Se propone una mejora significativa en la velocidad de diseño en todo el tramo, aumentando la velocidad en la segunda subsección a 60 km/hr mediante la instalación de rejas de seguridad peatonal. Esta medida busca homogeneizar las velocidades y mejorar la seguridad vial. También se recomienda la ampliación del tercer carril exclusivo en la intersección X2 para optimizar el flujo vehicular. Finalmente, se propone coordinar la sincronización de los semáforos, especialmente una coordinación de 35 segundos en la intersección X3, para generar armonía entre las intersecciones X1 y X3 y optimizar el flujo vehicular en sentido este-oeste. La implementación de estas medidas busca mejorar sustancialmente la gestión del tránsito en el tramo estudiado.