La finalidad de este artículo es dar a conocer el trabajo presentado en la Publicación Técnica No. 202, elaborada en el Instituto Mexicano del Transporte (IMT)*, cuyo propósito es aportar al Sector Transporte información y un procedimiento sencillo para la estimación de costos de operación básicos de vehículos representativos del tránsito interurbano, en función del alineamiento geométrico y del estado superficial de las carreteras, para fines de planeación de rutas y evaluación de proyectos de conservación y construcción de caminos.

El trabajo surgió, básicamente, como respuesta ante la necesidad de actualizar las Publicaciones Técnicas 20 y 30 del IMT publicadas en 1991, referentes al mismo tema (ref. 1 y 2), derivada de la permanente recepción de solicitudes al respecto por parte de diversas áreas de la Secretaría de Comunicaciones y Transportes (SCT), así como de ingenieros de empresas de consultoría y gobiernos estatales.

Actualización efectuada.

Se presentan datos sobre las características de siete tipos de vehículos (dos camiones articulados con semirremolque, un camión articulado con semirremolque y remolque, un camión pesado de tres ejes, un camión mediano de dos ejes, un autobús foráneo y un vehículo ligero), a partir de los cuales se calculan los respectivos costos de operación. Con respecto a las Publicaciones Técnicas 20 y 30 mencionadas, se agregan tres vehículos, dos articulados (T3-S2 y T3-S2-R4) y un camión unitario (C3), y se omite el camión ligero (tipo Pick-up), por considerar que usualmente no se conoce su participación en el tránsito en carreteras nacionales. Asimismo, se actualiza el conjunto de gráficas -dos para cada vehículo- que relacionan el efecto del deterioro de los caminos pavimentados con los costos y velocidades de operación para cada tipo de vehículo.

Las primeras gráficas relacionan, para las siete configuraciones de vehículos y tres tipos de terreno, la rugosidad y el índice de servicio con el costo de operación. Éste se considera con valor 1, para el “costo de operación base”, en un tramo recto de pendiente 0% y pavimento nuevo (Índice Internacional de Rugosidad = 1-2 m/km, Índice de Servicio = 4.5-5), de manera que los costos correspondientes a otras condiciones de rugosidad y de alineamiento horizontal y vertical se expresan como un factor siempre mayor que 1 (Factores del Costo de Operación Base); de esta forma ha tratado de eliminarse la referencia a un precio variable.

Con fines ilustrativos se incluyó el segundo conjunto de gráficas, que muestran la relación entre velocidad típica de operación y rugosidad o Índice de Servicio.

Los Factores del Costo de Operación Base de los vehículos, pueden ser valuados en unidades monetarias, conocidos los precios unitarios de los diferentes insumos, tales como: valor del vehículo, combustible, lubricante, llantas, etc.

Para tomar en cuenta los cambios tecnológicos en los vehículos, los datos referentes a la Potencia Máxima en Operación y la Potencia Máxima del Freno, requeridos en el cálculo de costos de operación mediante el modelo VOC-MEX que está basado en la versión original del Banco Mundial[1], se obtuvieron mediante nuevas expresiones matemáticas de investigaciones recientes aplicadas al modelo HDM-4[2] que ofrecieron resultados más acordes con lo observado en la práctica.

Asimismo, se actualiza el ejemplo ilustrativo con el objeto de mostrar la magnitud de los costos de operación, condicionados por los alineamientos y la rugosidad, en comparación con los costos de conservación, durante la vida útil de una carretera.

Finalmente, el trabajo se complementa con tres apéndices:

En el Apéndice A se presenta la información técnica de cada uno de los vehículos considerados en este estudio.

En el Apéndice B se muestra información de campo sobre velocidades, consumos y rendimientos de combustible de algunas combinaciones vehiculares, utilizada para validar los resultados intermedios obtenidos por el modelo.

En el Apéndice C se ofrece información referente al costo de fletes para algunos trayectos de empresas dedicadas al transporte de carga, la cual se utilizó para validar los resultados finales obtenidos.

Ejemplo de gráficas actualizadas.

Las gráficas del primer tipo muestran la relación entre el estado de la superficie de rodamiento, en términos del Índice de Servicio y el Índice Internacional de Rugosidad y el costo de operación del vehículo como un factor de su costo de operación base, para tres tipos de terreno; sensiblemente plano (ligeras pendientes y curvas suaves), de lomerío y montañoso. Se incluye como referencia el caso base, correspondiente a un camino recto y plano, con pavimento nuevo.

Las gráficas del segundo tipo relacionan, para los tres tipos de terreno mencionados, el estado de la superficie de rodamiento en términos del Índice de Servicio y del Índice Internacional de Rugosidad, con la velocidad de operación típica (correspondiente a una velocidad 'de crucero' sobre un camino de un solo carril en cada sentido, sin acotamientos).

Debido a que en la práctica es difícil encontrar carreteras con rugosidades por debajo de un Índice Internacional de Rugosidad de 2m/km (o por arriba de un Índice de Servicio de 4.3), tanto en los costos como en las velocidades, dicho rango no se incluyó en las gráficas.

En ambas gráficas, las pendientes y curvaturas horizontales acumuladas que corresponden a cada tipo de terreno son de 1% y 100°/km, respectivamente, para el caso plano; de 3% y de 300°/km, para terreno de lomerío, y de 5% y 700°/km, para terreno montañoso. Al caso base le corresponden pendientes y curvaturas nulas.

Ejemplo ilustrativo de aplicación.

Considérense los tramos Acayucan-Salina Cruz y Mazatlán-Tepic de la red carretera nacional, con los volúmenes de tránsito y composiciones aforados en 2001, en las estaciones que se indican:

En ambos casos la topografía que atraviesan los caminos es sensiblemente plana. Supóngase ahora que, en tres momentos diferentes, el estado superficial de los tramos corresponde a los Índices de Servicio (IS) e Internacional de Rugosidad (IRI) siguientes:

Los costos de operación anuales por kilómetro en cada tramo se calculan, para cada tipo de vehículo, de acuerdo a la siguiente fórmula:

COA = Fb x CB x TDPA x 365

donde:

COA   es el costo de operación anual por kilómetro para todos los vehículos de un mismo tipo

Fb       es el Factor del Costo de Operación Base que se lee de las gráficas para el tipo de vehículo, tipo de terreno y estado superficial deseados

CB      es el Costo de Operación Base del vehículo

TDPA es el Tránsito Diario Promedio Anual del vehículo

365     corresponde al número de días en el año

A la clasificación "A" de la composición vehicular, corresponde en las gráficas el Vehículo Ligero; a la "B", el Autobús Foráneo y para la "C", se considera 25% de tractocamiones y 75% de camiones de dos y tres ejes, representados en las gráficas por el Camión Articulado y el Camión de Dos Ejes, respectivamente.

Los resultados intermedios para llegar a los costos de operación anuales por kilómetro en cada tramo, se presentan en las tablas C.1 y C.2.

Tabla C.1
Factores del Costo de Operación Base
Terreno sensiblemente plano

Es importante resaltar (Tabla C.1) que el incremento porcentual que sufren los vehículos en su costo de operación al transitar sobre caminos progresivamente más deteriorados, es notablemente mayor en los vehículos pesados que en los ligeros. Por ejemplo, en el caso del Camión articulado  el incremento al pasar de un camino muy bueno a uno regular es del 12%, y eleva su costo base un 24% al circular sobre un camino malo. En el caso del Camión de dos ejes, la diferencia en el costo de operación al transitar sobre un camino regular es del orden del 18% y de un 36% en un camino malo, respecto a un camino en buenas condiciones. Por lo que se refiere a un Vehículo ligero, el sobrecosto es del 6% si circula en un camino regular, y de un 14% al utilizar un camino en mal estado.

Si se consideran los costos en valor monetario (Tabla C.2) obtenidos al multiplicar los factores de la Tabla C.1 por los costos de operación base, se nota que la influencia del costo base hace que los sobrecostos sean mayores en el caso del camión articulado que en el de dos ejes, aun cuando en porcentaje el incremento sea mayor en este último.

Sobresale también el caso del autobús, que en porcentaje es el que registra los menores incrementos, pero en valor monetario ocupa el segundo lugar en importancia.

En la Tabla C.3 se muestran los costos por kilómetro que asumen los propietarios de todos los vehículos que se supone transitan durante un año en el tramo Acayucan-Salina Cruz, con base en el TDPA (4,639 vehículos) y su composición mostrados al principio de este apartado. Cuando el camino está en muy buenas condiciones, los costos anuales de los usuarios por kilómetro recorrido son del orden de 5.8 millones de pesos, medio millón de pesos más si el estado es regular, y casi seiscientos mil pesos adicionales, si el estado es malo. Hay que destacar que los sobrecostos por kilómetro son comparables al costo de una acción de conservación eficaz con vida útil de varios años.

Tabla C.2
Costos de Operación
($/veh-km)

Tabla C.3.
Acayucan-Salina Cruz
Costos de Operación del Tránsito Anual
(Millones de pesos/km)

Para el caso Mazatlán-Tepic, considerando el TDPA (7,805 vehículos) y la composición mostrada al inicio, los costos de operación por kilómetro de todos los vehículos que se supone circulan en un año, son los que aparecen en la Tabla C.4. Casi 9.4 millones de pesos cuando el camino está en muy buen estado, ochocientos mil pesos más por kilómetro si la superficie guarda un estado regular, y novecientos mil pesos por kilómetro, adicionales a lo anterior, cuando el estado superficial de la carretera es malo. En este caso, también los sobrecostos cubren, sin duda, el costo de una conservación eficaz diseñada para un periodo prolongado.

Los sobrecostos de operación en el tramo Mazatlán-Tepic representan prácticamente el doble de los del tramo Acayucan-Salina Cruz (Tabla C.5), debido a que en el primer caso, aun cuando la composición vehicular es similar, el volumen de vehículos pesados es 73% mayor con relación al que se presenta en el segundo caso.

Para tener una idea aproximada del sobrecosto que tiene un camino en malas condiciones, respecto a otro que está en buenas condiciones, puede decirse que un tramo supuesto de 100 km del camino Acayucan-Salina Cruz cuesta ciento seis millones de pesos adicionales, cada año, sobre el costo de operación normal. En el camino Mazatlán-Tepic, un tramo de la misma longitud en mal estado, representaría para el País un sobrecosto de operación del orden de ciento setenta y seis millones de pesos anuales.

Tabla C.4.
Mazatlán-Tepic
Costos de Operación del Tránsito Anual
(Millones de pesos/km)

Tabla C.5.
Sobrecostos de Operación Anuales por km
(Millones de pesos y porcentaje)

Conclusiones y recomendaciones.

Los cálculos, representativos de situaciones reales, permiten afirmar que el gasto adicional por kilómetro, que se debiera a la falta de una conservación eficaz (ausencia de conservación o conservación inadecuada), cubriría con suficiencia los montos necesarios para mantener índices de servicio altos (rugosidades bajas), por periodos de tiempo razonablemente prolongados. En otras palabras, un supuesto ahorro que se tendría al aplicar acciones de conservación, que no atacan los problemas de raíz, costaría más al País, debido al costo adicional al de operación que significaría a los usuarios al recorrer caminos con índices de servicio bajos (rugosidades altas). Es conveniente, en términos generales, aplicar acciones de conservación que garanticen periodos prolongados de la carretera en buen estado, ya que su costo, será recuperado rápidamente por el País, al reducirse los costos de operación vehicular.

En términos de diseño y construcción iniciales, resulta también conveniente gastar cuanto más en la construcción de las carreteras para tener estructuras estables y pavimentos resistentes y con ello caminos más durables, con menos interrupciones al tránsito para su conservación y, por tanto, más seguros y acumulativamente más económicos para los usuarios y el País en general, que gastar menos en la inversión inicial, buscando un ahorro fugaz y repercutiendo en altos costos de conservación a la dependencia responsable y de operación a los usuarios y, por ende, al País en su conjunto, durante toda la vida útil del camino.

Habrá casos, sin duda, en los que la conclusión no será favorable al realizar una mayor inversión inicial en construcción o en conservación. La recuperación o justificación de ésta, gracias a la reducción de costos de operación, puede variar en forma importante e incluso no darse en el periodo de vida útil de un camino. Ello dependerá, por supuesto, de las magnitudes del tránsito, de su composición, de su crecimiento anual, de los ritmos del deterioro de los caminos y del tamaño de los montos de inversión implicados para su reparación o reforzamiento.

Como conclusión final, se puede decir que la aproximación a la realidad de los resultados de este trabajo ha sido buena, ya que se ha tomado como referencia información real que valida los mismos. Desde luego, siempre será importante desarrollar estudios de campo más completos y conocer más sobre las prácticas de utilización de los vehículos por parte de las empresas transportistas.

(1) Aguerrebere Salido, R., Cepeda Narváez, F., Publicación Técnica No. 20 “Elementos de Proyecto y Costos de Operación en Carreteras”, Instituto Mexicano del Transporte, Querétaro, México, 1991.

(2) Aguerrebere Salido, R., Cepeda Narváez F., Publicación Técnica No. 30, “Estado Superficial y Costos de Operación en Carreteras”, Instituto Mexicano del Transporte, Querétaro, México, 1991.

José Antonio Arroyo Osorno
Roberto Aguerrebere Salido