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De acuerdo con el Anuario Estadístico de la Dirección General de Planeación (DGP) de la Secretaría de Infraestructura, Comunicaciones y Transportes, la Red Carretera Federal (RCF) está conformada por una longitud total de 40,545 kilómetros de carreteras pavimentadas libres de peaje (6,886 km corresponden a carreteras de cuatro o más carriles y 33,659 km a carreteras de dos carriles). Además de una longitud de 11,078 km de carreteras pavimentadas de cuota (6,990 corresponden a carreteras de cuatro o más carriles y 4,088 km a carreteras de dos carriles) (DGP, 2022). Esta red tiene un papel muy importante en la evolución nacional, ya que apoya la actividad productiva del país y facilita el tránsito fluido de los intercambios comerciales.
Por otra parte, es evidente que uno de los objetivos de la conservación de carreteras federales es disminuir los sobrecostos de operación de los vehículos de carga, es decir, favorecer, en todo lo que sea posible, al autotransporte de carga, desde el punto de vista de la infraestructura.
Con el fin de generar estrategias dirigidas al logro de esta meta, es indispensable estudiar, determinar y analizar, con la mayor precisión posible, los costos operativos en que incurren los diferentes tipos de vehículos de carga que circulan por la Red Carretera Federal. En años anteriores se han realizado estudios de determinación de los costos operativos de vehículos mexicanos de carga, referidos a la Red Carretera Federal libre de peaje y de la cuota, por lo tanto, la intención de este artículo es presentar la información más reciente del cálculo de los sobrecostos de operación vehicular, así como mostrar su evolución histórica.
División y clasificación de la Red Carretera Federal
La estimación del costo de operación vehicular (COV) se realiza en cada tramo de la Red Carretera Federal para el año de estudio correspondiente, utilizando como base la información del Índice de Rugosidad Internacional (IRI).
Para realizar la estimación del costo de operación vehicular en cada tramo de la Red Carretera Federal, fue necesario dividir y clasificar la información georreferenciada de los tramos carreteros que integran cada carretera. Esto facilitó, en una etapa posterior, la aplicación de segmentación dinámica en la red vial dividida y clasificada, además de la posibilidad de vincular sus características físicas y geométricas. La Figura 1 muestra la metodología aplicada en este trabajo.
Fuente: Elaboración propia. Figura 1. Metodología
La información georreferenciada de la RCF utilizada para dividir y clasificar carreteras fue obtenida a partir de la Red Nacional de Caminos del INEGI (INEGI, 2022).
Las carreteras fueron divididas y clasificadas considerando los principales tramos carreteros que las integran. En esta actividad, fue de mucha utilidad tener un catálogo de tramos carreteros para especificar el kilómetro de inicio y del fin de cada tramo y con ello realizar los cortes de línea exactamente en el sitio donde inicia y termina cada uno de ellos. La Figura 2 corresponde a la vista completa de los tramos carreteros clasificados.
Fuente: Elaboración propia. Figura 2. Vista completa de los tramos carreteros clasificados
Segmentación dinámica de la Red Carretera Federal
Después de la división y clasificación de la RCF, se realizó, mediante las herramientas de referenciación lineal del software comercial para SIG denominado ArcMap 10, la segmentación dinámica en los tramos carreteros. En este trabajo, el proceso de segmentación dinámica posibilitó la vinculación de datos con segmentos y consistió en tres etapas: la creación de rutas, la creación del archivo de eventos de línea y la creación de la capa de eventos de ruta. La Figura 3 ilustra la vista completa de los segmentos de 500 m generados.
Fuente: Elaboración propia. Figura 3. Vista completa de los segmentos de 500 m generados
Procesamiento de bases de datos y vinculación de la información
El procesamiento de bases de datos con información del tránsito vehicular y mediciones de IRI fue realizado con los datos disponibles para el año 2022. Esta información requirió de un tratamiento previo a la vinculación con la red vial segmentada, a fin de estandarizar el formato de la información y facilitar el análisis de los datos.
En lo que se refiere a tránsito vehicular, la Dirección General de Servicios Técnicos (DGST) de la Secretaría de Infraestructura Comunicaciones y Transportes (SICT) editó los Datos Viales (DGST, 2023) con información del Tránsito Diario Promedio Anual (TDPA) en 2022. En cuanto a las bases de datos con mediciones de IRI, la DGST proporcionó esta información, que incluye latitud, longitud, elevación y medición del IRI cada veinte metros.
Vinculación de la información Una vez que se cuenta con una RCF clasificada y segmentada, así como bases de datos homologadas, es posible asignar a cada segmento o tramo carretero sus atributos correspondientes. En este trabajo, la vinculación del aforo vehicular fue realizada mediante algoritmos de programación. La vinculación del estado superficial de la vía a los segmentos de 500 m fue realizada mediante la herramienta de software para SIG, denominada “Unión espacial”. Las características geométricas, tales como altitud, curvatura y pendiente, se asignaron a los segmentos de 500 m mediante el mismo software ArcMap 10 y algoritmos de programación. La Figura 4 ilustra la vinculación de la información en forma de atributos con los segmentos y tramos de la RCF.
Fuente: Elaboración propia. Figura 4. Vinculación de datos a la RCF
Análisis de los Costos de Operación Vehicular
El software utilizado para la estimación de costos de operación vehicular fue el SIGCOVMEX 1.0 (Leyva, et al., 2002), el cual implementa el programa "Vehicle Operating Cost (VOC)" desarrollado por el Banco Mundial (Archondo-Callao, 1989), calibrado para las condiciones particulares de las carreteras y los vehículos mexicanos. El software simula los efectos de las características físicas y geométricas del camino en las velocidades de operación, en consumo de combustible, lubricantes, requerimientos de mantenimiento, etc. y determina costos totales de operación.
Las siete configuraciones vehiculares utilizadas en la estimación de costos son: automóviles (A), camiones unitarios de dos y tres ejes (C2 y C3), tracto camiones simplemente articulados (T3S2 y T3S3), tracto camiones doblemente articulados (T3S2R4) y autobuses (B).
Las características de los vehículos y los precios unitarios de consumo se tomaron de la Publicación Técnica Número 202, que contiene los costos de operación base de los vehículos representativos del transporte interurbano (Arroyo et al., 2002). El valor correspondiente de los precios unitarios de consumo y las características para cada tipo de vehículo se incluyeron en las bases de datos del software SIGCOVMEX 1.0.
El cálculo de los costos unitarios de operación (por vehículo-kilómetro), para cada tipo de vehículo, requirió como datos de entrada las características de la carretera, las características de los vehículos y los precios unitarios de consumo. Con esta información se realizaron corridas en el software SIGCOVMEX 1.0, incluyendo, para los vehículos de carga, las características de su condición de vacío o cargado en la composición vehicular. Estos porcentajes promedio de vehículos cargados y vacíos se obtuvieron del Estudio Estadístico de Campo del Autotransporte Nacional que se realizaba anualmente por la DGST y el IMT (Gutiérrez et al., 2016).
Con el software SIGCOVMEX 1.0 se realizaron dos corridas para cada tipo de vehículo, la primera considerando el IRI real registrado para cada segmento. La segunda, usando un IRI ideal como referencia igual a 2. De esta forma, se obtuvieron los costos unitarios de operación (por vehículo-kilómetro), considerando las características físicas y geométricas de cada tramo y la condición de vacío y cargado de cada tipo de vehículo en la composición vehicular.
Con estos resultados, se calculó el Costo Total (CT) por tramo y por vehículo. En la hoja de cálculo con tramos carreteros se agrega la sumatoria de los productos de los costos unitarios de operación por tramo y vehículo por la proporción de TDPA de los vehículos cargados y vacíos, también por tramo y por vehículo. Con lo anterior, se obtuvo el CT del flujo vehicular diario en cada tramo carretero y para cada vehículo, de acuerdo con el IRI registrado, como se muestra en la expresión (1). Lo anterior, se realizó primero con los resultados de un IRI real en la superficie y posteriormente con los resultados de un IRI ideal igual a 2.
Donde: COV por tramo y vehículo = Sumatoria de COV unitario en los segmentos de 500 m de cada tramo carretero y por cada vehículo, vehículos cargados y en vacío y con IRI real e ideal. TDPA por tramo y vehículo = Aforo vehicular de vehículos cargados y en vacío por tramo y por vehículo y con IRI real e ideal.
Se obtuvo la sumatoria del CT por tramo y por vehículo para calcular el COV Total para cada tramo carretero, primero con IRI real y luego con IRI ideal en la superficie. Este resultado se anualizó multiplicándolo por 365 días, como se muestra en la expresión (2).
Donde: CTa = Costo Total por tramo para automóviles (a). CTb3 = CT por tramo para autobuses (b3). CTc2c = CT por tramo para camión de dos ejes (C2) cargado. CTc3c = CT por tramo para camión de tres ejes (C3) cargado. CTt3s2c = CT por tramo para camión articulado (T3-S2) cargado. CTt3s3c = CT por tramo para camión articulado (T3-S3) cargado. CTt3s2r4c = CT por tramo para camión articulado (T3-S2-R4) cargado. CTc2v = CT por tramo para camión de dos ejes (C2) vacío. CTc3v = CT por tramo para camión de tres ejes (C3) vacío. CTt3s2v = CT por tramo para camión articulado (T3-S2) vacío. CTt3s3v = CT por tramo para camión articulado (T3-S3) vacío. CTt3s2r4v = CT por tramo para camión articulado (T3-S2-R4) vacío.
Finalmente, se calculó el sobrecosto de operación vehicular generado en el año 2022 en la red de cuota, por estado de la superficie de rodamiento, para un IRI de 2 como referencia (condición ideal). El excedente de COV en cada tramo carretero se obtuvo con la expresión (3).
Donde: COV total anual IRI real = COV total anual para todos los vehículos cargados y en vacío, con un IRI real. COV total anual IRI ideal = COV total anual para todos los vehículos cargados y en vacío, con un IRI ideal=2.
La Figura 5 muestra el diagrama general en la estimación de costos de operación vehicular. Como se describió anteriormente, las características de la RCF segmentada, las características de los vehículos y los costos unitarios de consumo son los datos de entrada para realizar las corridas en el software SIGCOVMEX 1.0, con vehículos cargados y vacíos y por condición de IRI, real e ideal. Finalmente, los costos unitarios son asignados al catálogo de tramos carreteros con asignación de aforos vehiculares para obtener el costo total del flujo vehicular circulando diariamente por cada tramo carretero.
Fuente: Elaboración propia. Figura 5. Diagrama general en la estimación del COV
La Tabla 1 resume los resultados obtenidos de la aplicación del proceso a las Carreteras Federales de cuota. El primer renglón de la tabla indica que, después de integrar en tramos la información de IRI por segmento proporcionada y de combinarla con la información de los Datos Viales, se incluyó en la estimación del sobrecosto una longitud total de 9,020.14 kilómetros de Carreteras Federales de cuota (longitud total de tramos para los que se tuvieron disponibles los dos tipos anteriores de información).
El segundo renglón indica que, como ya se señaló anteriormente, el IRI real promedio registrado en las Carreteras Federales de cuota fue de 2.26. El tercer renglón señala que, en la longitud total de Carreteras Federales de cuota considerada, en 2022 se recorrieron 44,428.52 millones de vehículos-kilómetro. El cuarto renglón indica que esa actividad vehicular generó un costo de operación vehicular real igual a 175,625.23 millones de pesos del 2000. Como resultado de dividir el valor en el cuarto renglón entre el valor en el tercero, se obtuvo el costo de operación real promedio de 3.95 pesos del 2000 por vehículo-kilómetro recorrido, reportado en el quinto renglón. El sexto renglón reporta un costo de operación vehicular ideal obtenido de 173,959.39 millones de pesos del 2000, al que corresponde el costo de operación ideal promedio de 3.92 pesos del 2000 por vehículo-kilómetro recorrido, en el séptimo renglón. El penúltimo renglón de la tabla muestra un sobrecosto de operación vehicular obtenido igual a 2,102.39 millones de pesos del 2000 para la red de Carreteras Federales de cuota considerada. El último renglón muestra un sobrecosto de operación vehicular de 4,292.99 millones de pesos del 2022, resultante de repetir el procedimiento utilizando costos de operación vehicular de 2022 (Arroyo et al., 2022). La Tabla 2 resume los resultados obtenidos para la RCF libre de peaje.
Tabla 1. Resultados obtenidos para Carreteras Federales de cuota en 2022
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 2. Resultados obtenidos para Carreteras Federales libres de peaje en 2022
Fuente: Elaboración propia.
Finalmente, la Tabla 3 muestra la evolución del sobre Costo Operación Vehicular (COV) en la Red Carretera Federal libre de peaje y de cuota 2012-2022.
Tabla 3. Evolución del sobre Costo de Operación Vehicular (COV) en la Red Carretera Federal libre de peaje y de cuota 2012-2022
Nota: N/D=no disponible Fuente: Elaboración propia.
Conclusiones
La aplicación del modelo de costos de operación vehicular del Banco Mundial en una red de carreteras clasificada y segmentada a cada 500 m facilita la estimación de sobrecostos de operación vehicular en una red vial.
Este trabajo define procedimientos para la construcción de un modelo de red vial georreferenciado, y con ello la obtención de una red de carreteras clasificada y segmentada cada 500 m, que simplifique la vinculación de sus características físicas y operativas mediante algoritmos de programación y procedimientos de segmentación dinámica. Lo anterior, para su aplicación en el conocimiento de los sobrecostos de operación vehicular.
Referencias
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Dirección General de Planeación [DGP]. (2022). Anuario estadístico del sector infraestructura, comunicaciones y transportes, 2022. México: Secretaría de Infraestructura, Comunicaciones y Transportes. [Archivo PDF]. https://www.sct.gob.mx/fileadmin/DireccionesGrales/DGP/PDF/DEC-PDF/Anuario_2022.pdf
Dirección General de Servicios Técnicos [DGST]. (2022). Datos Viales. México: Secretaría de Infraestructura, Comunicaciones y Transportes. [Consulta en línea]. http://www.sct.gob.mx/carreteras/direccion-general-de-servicios-tecnicos/datos-viales/2023/
Gutiérrez Hernández, J., Soria, V. y Dorado, M. (2016). Estudio estadístico de campo del autotransporte nacional, Análisis estadístico de la información recopilada en las estaciones instaladas en 2015. [Documento Técnico No. 67]. México: Instituto Mexicano del Transporte. [Archivo PDF]. https://imt.mx/archivos/Publicaciones/DocumentoTecnico/dt67.pdf
Instituto Nacional de Estadística y Geografía [INEGI]. (2022). Red Nacional de Caminos 2022. México. [Consulta en línea]. https://www.inegi.org.mx/temas/viascomunicacion/#Descargas
Leyva, J., Mendoza, A., García, A. (2002). Desarrollo de un SIG para Valuar los Costos de Operación Vehicular del Autotransporte de Carga en Carreteras Federales: SIGCOVMEX 1.0. [Publicación Técnica No. 205]. México: Instituto Mexicano del Transporte. [Archivo PDF]. https://imt.mx/archivos/Publicaciones/PublicacionTecnica/pt205.pdf
VILLEGAS Noelia MENDOZA Alberto SORIA Verónica J.
“Las opiniones expresadas en esta publicación son de los autores (as) y no necesariamente reflejan los puntos de vista del Instituto Mexicano del Transporte” |
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