Esta nota está basada en el artículo titulado "Emissions Impact of Eliminating National Speed Limits, One Year Later" publicado en el Transportation Research Record Nº 1587;1, donde se hace un análisis del impacto en las emisiones de óxidos de nitrógeno, óxido de carbono y compuestos orgánicos volátiles, producidas por la desregulación de los límites de velocidad en los Estados Unidos de América (EUA) en 1995.

Al final se presentan algunos comentarios respecto a este tema, posiblemente aplicables al caso de México.

Introducción.

En noviembre de 1995, en EUA eliminaron los límites máximos de velocidad a nivel nacional, siendo cada Estado responsable de fijarlos. El análisis examina el impacto del cambio en los límites de velocidad un año después.

Se analiza a los Óxidos de Nitrógeno (Nox), Monóxido de Carbono (CO) y Compuestos Orgánicos Volátiles (VOC), encontrándose incrementos a nivel nacional superiores al 6%, 7% y 2% respectivamente. Mucho de este aumento se presentó en los estados del oeste, los cuales elevaron los límites de velocidad en mayor proporción que los estados del este; por ejemplo, en Texas las emisiones de Nox llegaron al 35% debido al importante incremento en los límites de velocidad de autopistas y arterias.

Para EUA se estima que los vehículos producen una tercera parte de los Nox y CO y alrededor de una cuarta parte de los VOC que se registran anualmente en la atmósfera.

Breve historia de los límites de velocidad.

El límite máximo de velocidad previo fue de 104.5 Km/h (65 mph) para vías rápidas rurales (rural freeways) y de 88.5 Km/h (55 mph) para el resto de los caminos. Este límite fue establecido en 1974 con la finalidad de conservar combustibles, debido al embargo petrolero de 1973 y la subsecuente crisis energética; antes de esto, cada estado determinaba sus límites de velocidad para todos los corredores dentro de su jurisdicción.

El efecto probable de la reciente abolición de los límites nacionales de velocidad, fue que las legislaciones estatales incrementaran estos para los automóviles en las vías rápidas rurales. A partir de ahí, la mayoría de los estados adheridos  al límite de velocidad de 88.5 Km/h lo cambiaron alrededor de las áreas metropolitanas, donde se esperaba fuera mínima. Los límites establecidos no excedieron los 121 Km/h (75mph), a excepción de los estados de Montana y Nevada, quienes no establecieron límites máximos. La mayoría de los límites de velocidad para autopistas rurales (rural highways) se encontró entre 104.5 y 121 Km/h, siendo común el límite de 113 Km/h (70mph). Adicionalmente, los límites de velocidad para camiones en algunos estados ahora excede los 104.5 Km/h.

Efectividad de los límites de velocidad.

Antes de estimar el impacto de la abolición del límite nacional de velocidad, se examina la efectividad del límite establecido de 88.5 Km/h. Información publicada en 1993 por la Federal Highway Administration (FHWA) en el Reporte de Estadísticas de Carreteras, donde se analizan las tendencias de las velocidades sobre las carreteras cuyo límite es de 88.5 Km/h, indica que la mayoría de los vehículos excede este límite. En 1993, el 70% de los conductores excedieron los 88.5 Km/h en autopistas urbanas interestatales (urban interestate highways) y 78% lo hicieron para las autopistas rurares interestatales (rural interestate highways). El promedio de velocidad en autopistas urbanas interestatales fue de 95 Km/h y de aproximadamente 98 Km/h para las rurales interestatales. En suma el 18% de los conductores de las autopistas urbanas y el 24% de las autopistas rurales, excedieron los 104.5 Km/h.

Se asevera que debe esperarse que cualquier incremento en los límites de velocidad resultará en un incremento en la velocidad de manejo, básicamente por dos razones: La primera es que muchos conductores perciben que no serán penalizados de manera importante por viajar a exceso de velocidad, ellos pueden simplemente mantener ese margen por arriba de sus velocidades; la segunda es que la economía sugiere que el costo de un bien (velocidad) decrece (en este caso la probabili-dad de una infracción se decrementa o elimina), cuando más personas consuman más de ese bien. El resultado que se espera es que los conductores viajen algo más rápido de lo normalmente lo hacen. La información recopilada para este análisis, indica que las velocidades se incrementaron para aquellas áreas que elevaron sus límites máximos de velocidad.

Datos de velocidad.

Se recabaron los datos correspondientes a los cambios en los límites de velocidad en cada estado para su análisis. Muchos estados incrementaron los límites de velocidad no sólo para las carreteras interestatales, sino también para las principales arterias y otras vías rápidas. La información fue recopilada directamente de los departamentos estatales de carreteras durante el otoño de 1996.

Cada estado reportó los cambios en los límites de velocidad y el número de millas de carreteras, de acuerdo a una clasificación funcional. Con base en esto se determinó el número de  vehículos - millas recorridas (VMT), de acuerdo a un prorrateo entre el número de millas afectadas por los cambios en los límites de velocidad, la clasificación funcional de esas vías, los tipos de vehículos, la distancia recorrida por cada uno de ellos y su peso.

Las velocidades modeladas para cada combinación de tipo de carretera y tipo de vehículo, fueron determinadas utilizando datos de la FHWA 1987 - 1990 del Sistema de Monitoreo del Funcionamiento de Carreteras (Highway Performance Monitoring System). Estos datos fueron completados con datos de la tendencia de velocidad en carreteras para el promedio de la flota. Únicamente se incluyeron los promedios para carreteras cuyo límite de velocidad fuera de 88.5 Km/h. Se hace notar que la información recabada respecto al promedio de la flota y su velocidad, fue modelada para cada tipo de carretera, sin distinción de velocidad por tipo de vehículo.

De esta manera, los datos de 1990 fueron utilizados y agregados para determinar promedio de velocidad para tres clasificaciones vehiculares (vehículos ligeros, camiones ligeros y camiones pesados) dentro del análisis. Los niveles de las emisiones fueron estimadas por condado, mes y tipo de carretera.

Aproximación del análisis.

El MOBILE5a es un modelo para determinar emisiones y está basado en los ciclos típicos de manejo. Esto incluye arranques fríos, varios niveles de aceleración, así como una distribución de diferentes velocidades. La velocidad promedio nunca excedió los 104.5 Km/h debido a que el modelo no fue diseñado para utilizar velocidades superiores.

La simulación del MOBILE5a utilizada en el análisis es consistente con el procedimiento desarrollado por el Reporte Nacional de Tendencias de Emisiones (National Emission Trends Report), como por ejemplo los porcentajes de operación en frío y caliente son los mismos que en el procedimiento de pruebas oficiales. La diferencias de volatilidad de los combustibles fueron agrupadas para usar un valor representativo para cada estado. La emisión anual fue obtenida de la suma de las emisiones mensuales estimadas, considerando las temperaturas registradas para cada mes.

Dos aproximaciones analíticas fueron utilizadas para determinar el impacto de los incrementos en los límites de velocidad:

La primera utilizó el factor de emisiones del MOBILE5a, restringiendo las velocidades a 104.5 Km/h dadas las limitaciones del modelo; por ejemplo, el promedio de velocidad nacional observado de 108 Km/h para carreteras rurales interestatales fue disminuido a 104.5 Km/h. Esta aproximación puede considerarse conservadora por esta restricción impuesta por el modelo.

La segunda aproximación, asumió que puede extrapolarse el factor de emisiones más allá de los 104.5 Km/h, utilizando un cambio lineal entre 88.5 Km/h y 104.5 Km/h. En esta aproximación, el estimado base es superior que en el caso conservador. Aún así, este caso es relativamente conservador, ya que las emisiones se incrementan consi-derablemente a más de 88.5 Km/h., ver Figura 1.

Resultados.

Las emisiones resultantes de los dos análisis son presentadas en la Tabla 1. A nivel nacional, las emisiones de óxidos de nitrógeno tuvieron un incremento superior al 6% con la extrapolación efectuada; las emisiones de los compuestos orgánicos volátiles se elevaron en menor proporción, alcanzando el 2%, mientras que el incremento en las emisiones de óxido de carbono llegaron al 7%.

La extrapolación de los factores del modelo MOBILE5a, generalmente resultó en el doble de incremento en las emisiones comparadas con las determinadas con el modelo directamente (con la limitante de 104.5 Km/h). Esto indica al necesidad de actualizar el modelo para incluir velocidades superiores.

Esto representa la mejor estimación en los cambios de las emisiones ocurridas como resultado del reciente incremento en los límites de velocidad. Como se esperaba, esta comparación indica un mayor incremento en las emisiones de Nox, 6% a nivel nacional, incluyendo varios estados con incrementos superiores al 10%, siendo los más afectados Montana con 49% y Texas con 35%.

Es común que para los estados en los que las emisiones de Nox se incrementaron por arriba del 10%, su límite de velocidad máxima aumentó a 121 Km/h. Esto se debe a que las emisiones de Nox  se elevan rápidamente a partir de los 77 Km/h, por lo que la metodología de la extrapolación lineal puede subestimar el incremento de este contaminante para velocidades superiores a los 104.5 Km/h.

Conclusiones.

Los resultados de este análisis indican aproximadamente un incremento anual del 6% en las emisiones de Nox por los motores de los vehículos, 7% de incremento del CO y 2% de los niveles de VOC.

Los Estados Unidos están preocupados respecto a las emisiones de Nox e hidrocarburos ya que reaccionan con la luz solar para formar el ozono troposférico. Este incremento es el resultado de la abolición del límite nacional de velocidad, aunque los niveles de ozono no se incrementarán en la misma proporción por dos razones: la primera es que el ozono se obtiene en las áreas predominantemente urbanas en donde fue menor el incremento en los límites de velocidad. La nueva propuesta por parte de las autoridades (National Ambient Air Quality Standards) para el ozono, será poner presión adicional en algunas regiones para reducir tanto el Nox como los VOC (ambos precursores del ozono), pero los nuevos límites de velocidad dificultaran lograrlo; la segunda, es que los efectos de la variación del ozono cambian por región, ya que estos contaminantes se movilizan y puede pasar que las emisiones en áreas rurales afecten a zonas metropolitanas.

Otra implicación en el incremento de los límites de velocidad es la necesidad de dotar de nuevas facilidades para satisfacer la demanda de los conductores. En teoría, el aumento de la velocidad debe elevar el total de VMT, situación que no sucede puesto que las personas no recorrerán mayores distancias. Esto puede resultar en un incremento del congestionamiento y las emisiones asociadas a ello.

Comentarios adicionales.

El efecto de la liberalización de los límites de velocidad en los Estados Unidos de América ha significado, de acuerdo a las cifras mostradas, un incremento importante de las emisiones a nivel nacional; si bien se esperaba un aumento de los contaminantes, las proporciones alcanzadas superaron las previsiones volviéndose en un problema de magnitud importante.

Este cambio en los límites de velocidad, para la mayoría de los Estados de la Unión Americana, fue de 88.5 Km/h a 104.5 Km/h (a excepción de Texas, Nevada, Wyoming y Montana, por citar a los más importantes, cuyos límites se establecieron en 121 Km/h), lo que representa poco más del 18% y teniendo una repercusión del 7% para CO, 6% para Nox y 2% para VOC.

En México, la mayoría de las carreteras principales además de las autopistas, tienen establecido un límite de velocidad de 110 Km/h y de acuerdo a estudios realizados por el Instituto Mexicano del Transporte2, el número de vehículos que excede este límite es bastante considerable (sin que se tengan cifras definitivas), lo que evidencia que el aumento de este tipo de contaminantes es superior al establecido en el artículo de referencia.

Por otro lado, existe una cierta tendencia a incrementar los límites nacionales, para que se acerquen a los deseos de los usuarios en cuanto a velocidad de operación se refiere; sin embargo, parece conveniente plasmar dos comentarios para la reflexión.

El primero se centra en el establecimiento del límite de velocidad a partir de la velocidad de operación del 85 percentil de los usuarios de una carretera; en este sentido, los estudios iniciales muestran que un límite de 120 Km/h sería acorde con las velocidades registradas y el 85 percentil. Al comparar con los estados americanos que adoptaron un límite muy parecido (121 Km/h), el incremento de Nox fue de 49% para Montana, 35% para Texas, 24% para Nevada y 22% para Wyoming (los otros contaminantes no están desglosados en el artículo de referencia), lo que supone que para el caso de México tendríamos un aumento importante de contaminantes, tal vez no de igual magnitud, pero sin duda significativos.

El segundo comentario se refiere a la conducta de los usuarios. En el artículo presentado, se realiza un análisis respecto al cumplimiento de los límites de velocidad antes y después del cambio, mostrándose claramente que el incremento del límite de velocidad no redujo la cantidad de vehículos que lo sobrepasaban; de hecho, las proporciones permanecieron casi iguales, lo que evidenció que muchos conductores se rigen por el límite de velocidad para establecer su velocidad de operación y mantienen el mismo margen, lo que podría pasar en México, esto es, que el porcentaje de vehículos que exceden el límite máximo permitido siga constante, lo que provocaría un aumento en la emisión de contaminantes, posiblemente del orden de los registrados en los estados con límite de velocidad de 121 Km/h.

Estos dos comentarios tienen la finalidad de plantear una situación por resolver. Si bien el desarrollo económico del país trae implícita la necesidad de menores tiempos de recorrido y mayor movilidad de los bienes y mercancías (mayor velocidad de operación si se sigue con los medios de transporte actualmente utilizados), esto implica una mayor contaminación generada por fuentes móviles, la cual no es despreciable de acuerdo a las cifras mostradas. En este orden de ideas, la decisión no es trivial ni mucho menos, ya que involucra uno de los principales conflictos de este siglo, modernidad vs. medio ambiente.

1 MAURREN A. Mullen et al, Emissions Impact of Eliminating National Speed Limits One Year Later, Transportation Research Record Nº 1587, Transportation Resarch Board, National Research Council, National Academy Press, Washington D.C., 1997.

2 CHAVARRÍA VEGA, Jesús; Alberto MENDOZA D.,y Emilio MAYORAL G., Algunas medidas para mejorar la seguridad vial en las carreteras nacionales, Publicación Técnica No. 89, Instituto Mexicano del Transporte, Sanfandila, Qro., 1996, pp. 149-154.