Columna de Ciencia: Qué hay detrás de la congestión y por qué los ciclistas fluyen mejor

Sentimos que el tiempo pasa más lento cuando estamos en un taco. En una ciudad, lo que habitualmente llamamos "congestión" se manifiesta en los elementos viales con menor capacidad de su trama vial: las intersecciones, aquellos lugares donde coinciden flujos de distintas direcciones, en un encuentro que debe ser regulado para evitar interacciones no deseadas como choques y atropellos.

Las soluciones que se nos han ocurrido incluyen entregar la prioridad de forma permanente a uno de los accesos (con un ceda el paso o disco pare) o de forma alternada en el tiempo. Así nacieron los semáforos, dispositivos omnipresentes en las ciudades modernas, particularmente en áreas congestionadas, que predatan incluso la invención del automóvil.

Para entender cómo se propaga la congestión en una ciudad, es útil saber algo de programación de semáforos. Una decisión fundamental a la hora de programar semáforos es el tiempo de ciclo, es decir, la duración de la secuencia verde/amarillo/rojo que se repite una y otra vez. El tiempo de ciclo usualmente es entre 1 y 2 minutos.

La demora que se produce por la forma cíclica de operar de un semáforo, debido al porcentaje de tiempo de luz roja que todos los movimientos en una intersección deben enfrentar, se denomina demora uniforme, que es el tiempo promedio que los vehículos pierden por la existencia del semáforo. Por ejemplo, para flujos equilibrados, la demora uniforme suele ser entre el 30% y el 40% del tiempo de rojo y en la mayor parte de los casos es menor a 30 segundos.

Es decir, mientras solo haya demora uniforme, estamos bien. Sin embargo, si un vehículo en cola recién comienza a moverse al final del verde o cuando la luz ya ha cambiado a rojo, es señal de que existe un segundo tipo de demora, por la existencia de cola excedente, la cual se gatilla cuando los vehículos no son capaces de descargarse en un ciclo y deben esperar dos, tres o más ciclos para poder atravesar una intersección.

La programación de semáforos intenta que no haya cola excedente, pues esa es la diferencia entre el cielo y el infierno en hora punta: en ciudades compactas, una cola excedente puede, en dos ciclos, bloquear una cuadra completa y eso rápidamente "contagia" a las calles que llegan a ella, cuyos vehículos no se pueden descargar, bloqueándose esas calles también.

El nivel de demora que se produce en un semáforo depende de una variable clave: el grado de saturación, definido como la razón entre el flujo vehicular y la capacidad de descarga del semáforo. Por ejemplo, en un acceso semafórico con capacidad de 1000 vehículos por hora, si el grado de saturación es 0,7 o 70%, significa que por ese acceso están llegando 700 vehículos por hora. Por supuesto, esa capacidad de descarga depende de la programación del semáforo, en particular, del porcentaje de verde que recibe cada acceso, del número de pistas, de la composición del tráfico y del flujo de peatones, entre otras variables.

Pero aquí viene la magia: independiente de la programación del semáforo, sabemos que las demoras por cola excedente explotan para un grado de saturación alrededor de 0,9. Este valor es tan importante que se le suele dar un nombre: grado de saturación práctico, aquel que separa al cielo del infierno. Poco importa un pequeño aumento en el flujo si un semáforo está a 60% o 70% de su capacidad, pero las consecuencias son nefastas si el semáforo ya opera a 90% o 95% de su capacidad.

En Santiago, en condiciones muy congestionadas, solo atravesar una intersección puede tomar 10 minutos. El conductor debió estar unos 5 ciclos en cola. Mientras más alto el grado de saturación, mayor la pesadilla.

Sin embargo, hay viajeros que son inmunes a los dolores de una cola excedente. Los ciclistas, por ejemplo. Asumiendo un tiempo de verde en un acceso entre un 40% y 50% del tiempo de ciclo, se requiere un flujo mayor a 600 bicicletas por hora por metro de ancho, o 600 automóviles por hora por pista, para generarse algún tipo de congestión. Son tantas las intersecciones en Santiago que alcanzan ese flujo automovilístico, que en hora punta puede haber congestión generalizada por varias cuadras. En cambio, quizás la única vía que tiene tal nivel de flujo ciclístico es Andrés Bello (Mapocho 42K) en algunos semáforos en hora punta. En el resto de la ciudad las bicicletas fluyen sin estorbarse y sin crear colas excedentes en semáforos, condición que es aún más ventajosa sin son provistas de ciclovías, que incrementan la seguridad y fluidez de ciclistas para alcanzar la línea de detención de un semáforo en situaciones de congestión motorizada.

La demora por cola excedente, que experimentan unos pero no otros, es lo que hace que viajar en bicicleta sea más rápido que viajar en automóvil en períodos y lugares congestionados. Además, la bicicleta ocupa menos espacio, lo que es crucial precisamente en ciudades, donde el suelo es escaso y caro.

Medimos los flujos de personas en bicicletas y en autos, en calles con ciclovía en Santiago y encontramos 5 vías en las cuales en algún período del día se mueve más gente por la ciclovía que por la calzada adyacente de tráfico general, por unidad de ancho ¿Y el transporte público? En períodos punta, tener pistas exclusivas para buses protege a sus usuarios de las demoras por cola excedente en semáforos, pudiendo incluso el viaje puerta a puerta ser más rápido en bus que en automóvil.

Eso sí, las pistas de buses deben ser pistas de buses: en el mar de taxis de la Alameda el truco no funciona. Son las complejidades que tiene la movilidad urbana y las decisiones que tomamos en torno a ella.

Alejandro Tirachini es ingeniero civil mención Transporte de la Universidad de Chile y doctor en estudios de transporte de la Universidad de Sydney, Australia. Es académico del Departamento de Ingeniería Civil y coordinador del Magíster en Ingeniería de Transporte de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile.