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Introducción
La finalidad de este artículo es dar a conocer el trabajo desarrollado en la Publicación Técnica No. 573*, 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 de vehículos representativos del tránsito interurbano nacional, en función del alineamiento geométrico y del estado superficial de las carreteras, para fines de planeación de rutas y evaluación de proyectos de construcción, conservación y modernización de caminos, así como de utilidad en el diseño de políticas tarifarias de transporte.
Vehículos representativos, condiciones del camino y costos de operación base Se presentan datos sobre las características de siete tipos de vehículos, cargados a su capacidad límite: dos tractocamiones articulados de tres ejes con semirremolque de tres y dos ejes (T3-S3 y T3-S2), un tractocamión articulado de tres ejes con semirremolque de dos y remolque de cuatro ejes (T3-S2-R4), un camión pesado de tres ejes (C3), un camión mediano de dos ejes (C2), un autobús foráneo y un vehículo ligero representativo de los automóviles, para los cuales se calculan los respectivos costos de operación. Asimismo, se presenta un 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 gráficas del primer tipo (fig. 1) relacionan, para las siete configuraciones de vehículos y tres caminos típicos de terreno; plano, lomerío y montañoso, la rugosidad de la superficie de rodamiento 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 y plano de pendiente 0% (curvatura horizontal acumulada 0°/km) y pavimento nuevo (Índice Internacional de Rugosidad (IRI) = 1-2 m/km, Índice de Servicio (IS) = 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.
El segundo conjunto de gráficas (fig. 2) muestra, para los tres tipos de terreno mencionados, la relación entre la rugosidad y el índice de servicio con la velocidad de operación típica (correspondiente a una velocidad 'de crucero' sobre un camino de un solo carril en cada sentido, sin acotamientos). Con fines ilustrativos, este artículo presenta solamente las gráficas del T3-S3
Figura 1. Relación del efecto del deterioro de los caminos con los costos de operación del vehículo.
Figura 2. Relación del efecto del deterioro de los caminos con las velocidades de operación del vehículo.
Debido a que en la práctica es difícil encontrar carreteras con rugosidades por debajo de un Índice Internacional de Rugosidad de 2 m/km (fig. 3) 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.
Figura 3. Escala del índice internacional de rugosidad
Fuente: Adaptado de Sayers, M W, T D Gillespie and W D O Paterson (1986) Guidelines for Conducting and Calibrating Road Roughness Measurements. Technical Paper 46. The World Bank. Washington, D C
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 lomerío, y de 5% y 700°/km, para montañoso (fig. 4). Al caso base le corresponden pendientes y curvaturas nulas.
Figura 4. Aspecto de tres tramos homogéneos con diferentes niveles de curvatura acumulada
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.
A continuación, se presenta un ejemplo ilustrativo actualizado, 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.
Costos de operación vehicular vs costos de conservación de una carretera Considérense las carreteras Coatzacoalcos-Salina Cruz y Mazatlán-Tepic de la red carretera nacional, con los volúmenes de tránsito y composiciones aforados en 2019, en las estaciones que se indican:
TDPA: Tránsito diario promedio anual; A: Automóviles; B: Autobuses; C: Camiones
En ambos casos la topografía que atraviesan los caminos es sensiblemente plana. Supóngase que, en tres momentos diferentes, el estado superficial de los tramos corresponde a los Índices de Servicio (IS) e Internacional de Rugosidad (IRI) siguientes:
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 (T3-S3) y el Camión de Dos Ejes (C2), respectivamente.
La tabla 1 presenta los Factores del Costo de Operación Base, obtenidos de las gráficas del primer tipo de cada vehículo (fig. 1).
Tabla 1. Factores del Costo de Operación Base Terreno sensiblemente plano
Es importante resaltar (tabla 1) que el incremento porcentual que sufren los vehículos en su costo de operación al transitar sobre caminos progresivamente más deteriorados, es sensiblemente 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 7%, elevando su costo base un 15% al circular sobre un camino malo. Por lo que se refiere a un Vehículo ligero, el sobrecosto es del 6% si circula en un camino regular, y de un 13% al utilizar un camino en mal estado.
Si se consideran los costos en valor monetario (tabla 2) obtenidos al multiplicar los factores de la tabla 1 por los costos de operación base, se nota que la influencia de la magnitud 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, aunque en porcentaje es el que registra los menores incrementos, en valor monetario ocupa el segundo lugar en importancia.
Tabla 2. Costos de Operación (pesos/veh-km)
En la tabla 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 Coatzacoalcos-Salina Cruz, con base en el TDPA (10,099 vehículos) y su composición mostrada al principio de este apartado. Cuando el camino se encuentra en muy buenas condiciones, los costos anuales de los usuarios por kilómetro recorrido son de 28.41 millones de pesos; un millón setecientos treinta mil pesos más si el estado es regular, y un millón novecientos diez mil pesos adicionales si es malo. Hay que destacar que los sobrecostos por kilómetro son considerables para realizar una acción de conservación eficaz con vida útil de varios años.
Tabla 3. Coatzacoalcos-Salina Cruz Costos de Operación del Tránsito Anual (Millones de pesos/km)
Para el caso Mazatlán-Tepic, considerando el TDPA (8,580 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 4: 23.96 millones de pesos cuando el camino está en muy buen estado, un millón cuatrocientos cincuenta mil pesos más por kilómetro si la superficie guarda un estado regular, y un millón seiscientos diez 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 de una conservación eficaz diseñada para un periodo prolongado. Como puede observarse, los sobrecostos de operación del 19.31% y del 18.63% al pasar de un estado superficial muy bueno a uno regular, y de uno regular a uno malo, respectivamente, en el tramo Coatzacoalcos-Salina Cruz, con respecto al de Mazatlán-Tepic (tabla 5), se deben al 17.70% más del tránsito anual del primero, y a una mayor presencia absoluta de vehículos ligeros y camiones; aun cuando su composición vehicular es la misma en términos porcentuales. Asimismo, en el tramo Coatzacoalcos-Salina Cruz circulan 5% más autobuses.
Tabla 4. Mazatlán-Tepic Costos de Operación del Tránsito Anual (Millones de pesos/km)
Tabla 5. Sobrecostos de Operación Anuales por km (Millones de pesos y porcentaje)
Para tener una idea aproximada del sobrecosto que tiene un camino en malas condiciones respecto a otro en buenas condiciones, en la tabla 3 se observa que un tramo supuesto de 100 km del camino Coatzacoalcos-Salina Cruz cuesta trescientos sesenta y cuatro 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 trescientos seis millones de pesos anuales (tabla 4).
Conclusiones y recomendaciones. Es conveniente, en términos generales, aplicar diseños con períodos útiles prolongados cada vez que sea posible pues, por alto que sea su costo, rápidamente será recuperado por el país al disminuir los costos de operación de los usuarios. En términos de diseño y construcción iniciales, resulta conveniente gastar más en la construcción de las carreteras, para contar con estructuras estables y pavimentos resistentes y, con ello, caminos más durables, con menos interrupciones al tránsito para su conservación y, por tanto, más seguros, además de acumulativamente más económicos para los usuarios y la nación -en general-, que gastar menos en la inversión inicial, buscando un ahorro fugaz que repercute 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 de la carpeta. 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 esta, 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, crecimiento anual, ritmos de deterioro de los caminos y tamaño de los montos de inversión implicados.
Glosario
Índice de servicio (IS): representa la comodidad del viaje en una escala de 0 a 5, que perciben cuatro personas en un vehículo en buenas condiciones de suspensión y alineación, circulando a velocidad normal de operación.
Índice internacional de rugosidad (IRI, por sus siglas en inglés): se puede definir como la suma de las irregularidades verticales (en valor absoluto) a lo largo de la zona de rodadura de un tramo homogéneo de carretera, entre la longitud del mismo; su unidad de medida es m/km.
Curvatura horizontal promedio: corresponde a una curvatura media en un tramo representativo, que se calcula como la suma de los ángulos de deflexión en valor absoluto (o ángulos centrales de las curvas), dividida entre la longitud del tramo, y se expresa en grados por kilómetro (°/km).
Referencias bibliográficas 1. 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.
2. Arroyo Osorno, J. A.; Aguerrebere Salido, R., Publicación Técnica No. 202, Estado Superficial y Costos de Operación en Carreteras, Instituto Mexicano del Transporte, Querétaro, México, 2002.
3. Arroyo Osorno, J. A.; Torres Vargas, G.; González García, J. A.; Hernández García, S., Publicación Técnica No. 573, Costos de operación base de los vehículos representativos del transporte interurbano 2019, Instituto Mexicano del Transporte, Querétaro, México, 2019.
ARROYO José Antonio TORRES Guillermo GONZÁLEZ José Alejandro HERNÁNDEZ Salvador * ARROYO OSORNO, José Antonio; Guillermo TORRES VARGAS, “Costos de operación base de los vehículos representativos del transporte interurbano 2019”, Publicación Técnica No. 573, Instituto Mexicano del Transporte, Sanfandila, Qro., 2019. Este trabajo actualiza las Publicaciones Técnicas 30 y 202 (ref. 1 y 2) del IMT, referentes al mismo tema. La actualización obedece a la permanente recepción de solicitudes de información 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. |
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