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{{ TrabajoSIG | ''Estudio de una variante de la A-1'' | Yolanda Rodríguez Salgado 486; Nuria Trapote García 680; Julián Lopez Torrillas 668; Pedro Ramos Muela 814 | [[:Categoría:SIGAIC_14/15|Curso 14/15]] }}

Se pretende estudiar una variante de la autovía del Norte o A-1, con el objetivo de descongestionar el tráfico que existe en la zona norte de la Comunidad de Madrid.  

Para ello se analizarán diversos parámetros como la pendiente del terreno, la existencia o no de espacios protegidos que se atraviesen, la necesidad de salvar otras obras lineales o ríos, la cantidad de población a la que sirve la variante o la contaminación, tanto atmosférica como acústica.  

Partiendo de dos opciones posibles, se ha otorgado un valor numérico a cada parámetro, dependiendo de su mejor o peor impacto, para poder homogeneizar los resultados del estudio, y así poder sumar algebraicamente las notas obtenidas para cada opción.  

En base a esta metodología, ha resultado ser de un mayor beneficio económico y social la Variante Este, que ha obtenido una puntuación de 10 frente a los 4 de la Variante Oeste.  

Cualquiera de las dos propuestas planteadas habría resultado válida para reducir las retenciones en este tramo de la A-1, y es probable que haciendo un estudio más riguroso en la zona se llegara a la conclusión de qué actuaciones serían las más apropiadas para reducir las intensidades de tráfico hasta unos niveles cómodos para los ciudadanos.  


=Introducción. Planteamiento del problema=
Como se ha señalado anteriormente, la A-1 es una de las seis autovías radiales con las que cuenta España. Parte desde Madrid y llega hasta Irún. Cuenta con una Intensidad Media Diaria de hasta 56.909 (dato del 2013), en vehículos equivalentes por día, en algunos tramos de la corona metropolitana madrileña, lo que la convierte en una de las vías más congestionadas del país.  

Esta situación genera una serie de problemas que deben ser tratados. En primer lugar, los usuarios de la vía invierten demasiado tiempo en alcanzar sus destinos, lo que genera un impacto económico y social a tener en cuenta.  

Por otro lado, se consume más combustible, ya que en parones prolongados, los conductores no suelen apagar el motor, y éstos generan emisiones de gases contaminantes perjudiciales. Hecho que se agrava al existir espacios naturales protegidos a escasa distancia como la Cuenca del río Manzanares, la Cuenca del río Guadalix o las Estepas Cerealistas de los ríos Jarama y Henares, por no hablar de las molestias que generan las bocinas de los vehículos, que serán más frecuentes cuanto más tráfico se genere.   

Por último, y no menos importante, las circunstancias en que la carretera se vea afectada por un gran número de usuarios, la accidentalidad suele aumentar considerablemente. 

Este conjunto de problemas podría ser evitado, o por lo menos minorado, si se realiza alguna variante que parta de algún punto kilométrico estratégico de la A-1 en el que se reduzca dicha presión automovilística.  

La zona elegida para el estudio se encuentra a la altura de la localidad de Ciudalcampo, lugar donde se produce un estrechamiento de la calzada al pasarse de 3 a 2 carriles por sentido.  

Por tanto, se elegirán dos variantes, denominadas como Variante Este y Variante Oeste, que serán especialmente diseñadas para salvar este punto kilométrico problemático.


=Metodología. Datos empleados y operaciones realizadas=
Para realizar el estudio, se ha procedido, en primer lugar, a descargar la cartografía necesaria desde la página web del Instituto Geográfico Nacional. Fundamentalmente, se han utilizado los mapas de la BTN 100, acotando en todos ellos la zona de estudio. Dicha zona habrá sido seleccionada previamente utilizando los mapas siguientes de la MTN50 Ráster: 509; 510; 534 y 535. 

Los mapas de la BTN 100 de mayor utilidad para el estudio que nos concierne serás los referentes a núcleos urbanos, curvas de nivel, ríos, autovías y autopistas, zonas protegidas, etc. 

Una vez que se han transformado todas los sistemas de referencia al EPSG:25830 / UTM zone 30N, coordinando así todos los mapas descargados, se ha procedido a la elección de varias opciones que pudieran resultar adecuadas para la finalidad perseguida. En este proceso se redujeron las opciones a dos finales, la Variante Este y la Variante Oeste.  

La variante Este tendrá su inicio en la A-1 E-05, cerca de El Raso, y su final en la carretera M-111, en la intersección con la M-106.  

La variante Oeste por su parte, se inicia en la A-1 E-05 dejando inmediatamente al sur el municipio de Las Pueblas y finaliza en la intersección de la M-607 con la carretera autonómica M-104. 

El trazado en planta de cada variante ha sido resuelto en base a los criterios de mínima pendiente y mínima longitud, procurando, obviamente, minimizar otro tipo de afecciones que se verán más adelante.  

Los trazados deberían ser un conjunto de rectas y curvas, pero por simplicidad a la hora de trabajar en QGIS, dichos trazados estarán representados por polilíneas.  

En la línea de lo comentado, tampoco se ha tenido en cuenta el volumen de desmontes y terraplenes, que en teoría deberían verse compensados, pues cuyo análisis requiere de otras herramientas de las que no se dispondrán para la resolución del ejercicio. 

Las operaciones realizadas para cuantificar la validez de cada alternativa serán las siguientes: 

:* Cantidad de población servida: Se practicará un Buffer de 10.000m, intersecando la capa con la de núcleos urbanos y así se deducirá dicha población en cada variante. 

:* Contaminación atmosférica y acústica: Como en el apartado anterior, se realizarán sendos Buffers de 500 a 2000 m y de 200 a 1000 m, respectivamente, intersecando ahora, con las capas de núcleos urbanos y espacios protegidos. En este caso merece la pena tener en cuenta la pendiente del trazado, dado que tanto la contaminación acústica como la atmosférica aumentan con la pendiente.  

:* Tiempo ganado gracias a las variantes:  se utilizará la herramienta de QGIS denominada “grafo de rutas”. 

Ésta ha sido la metodología seguida, resumidamente, para la determinación de la variante que propiciará la descongestión de la A-1 a la altura de Ciudalcampo, respondiendo a la demanda existente en la red nacional de carreteras.


=Resultados. Notas sobre el proceso, resultados intermedios y finales=
A continuación se expondrán los criterios elegidos para decidir acerca de qué variante sería la más adecuada en base a una ponderación que también se detallará de forma esquemática: 

Cada criterio tendrá un valor de 0 a 3, según el cual cada variante podrá sacar un valor comprendido entre los mencionados, independientemente de la nota que obtenga la otra variante. De este modo, ambas opciones podrán tener un valor de 2 sobre 2 en un determinado criterio.  

==Longitud del tramo==
Por una cuestión meramente económica se penalizará la trayectoria más larga.
:*Variante Este: 11,4 km
:*Variante Oeste: 14,05 km
Este criterio tiene un valor de 1, asignándoselo obviamente a la variante Este, dejando sin puntuar a la otra alternativa.

==Cantidad de población servida==
En este caso será beneficioso el hecho de que se sirva a la mayor cantidad posible de gente, entre otras cosas, para que la variante tenga utilidad para la sociedad. Por este motivo, la puntuación del criterio será de 3.
:*Variante Este: 292.890 habitantes
:*Variante Oeste: 337.220 habitantes
Según lo expuesto, la Variante Oeste resultaría vencedora en este aspecto, sin embargo, no se debe caer en el error de hacer esta valoración en términos absolutos. Se quiere decir con esto, que el número de población servida por la variante no es un criterio independiente, sino que depende de la longitud de la propia variante. Por ello, sería más razonable analizar un ratio de población servida por metro de carretera construida. Siguiendo esta metodología los resultados serían:
:*Variante Este: 26 personas por metro
:*Variante Oeste: 24 personas por metro
En vista de estas conclusiones, y de la poca diferencia que existiría entre una variante y otra se le otorgará la puntuación 3 a ambas.

==Número de estructuras lineales que atraviesan==
En este apartado se englobaría tanto estructuras creadas por el ser humano como otras carreteras o líneas férreas, o condicionantes medioambientales como los ríos. El resultado del estudio indica que ninguna variante cruza otra carretera y tan solo la Oeste cruza una vía férrea. Por otra parte, la variante Este cruza 2 ríos y la Oeste 3. En esta situación se tendrían que diseñar viaductos que, aunque necesarios, encarecerían la obra. Por tanto, se le asignará un valor de 1 a la alternativa Este y 0 a la restante.

==Afección de la contaminación acústica y medioambiental==
Tanto la contaminación acústica como la medioambiental han sido tratados de la misma manera, con la única diferencia de que la contaminación atmosférica puede llegar a tener un mayor alcance en área que la acústica, dado que fuertes rachas de viento podrían desplazar las partículas nocivas de los automóviles hasta distancias considerables. 
Como las variantes han de seguir la topografía de la zona (en realidad deberían existir desmontes y terraplenes para facilitar pendientes suaves en el trazado, pero al no poder disponer de las herramientas necesarias para poder tener en cuenta este hecho, se asimilará que la cota del pavimento es la del terreno en todo su trazado), se debe tener en cuenta, que a mayor pendiente, mayor esfuerzo deben realizar los motores de los vehículos, y por ende, mayor contaminación y ruido producirán. 
Así, de distinguirán 3 niveles de contaminación según sea la pendiente:
::1) De 0 a 1,6
::2) De 1,7 a 2,9
::3) De 3 a 6
Una vez analizada la cantidad de población en los núcleos urbanos y la cantidad de área en los espacios protegidos afectada por estas consideraciones, se obtuvieron los siguientes datos:
::-Afección acústica
:::*Variante Este: 3.028 habitantes y 0,35 km<sup>2</sup>
:::*Variante Oeste: 45.124 habitantes y 6,5 km<sup>2</sup>

::-Afección atmosférica
:::*Variante Este: 15.488 habitantes y 2,04 km<sup>2</sup>
:::*Variante Oeste: 45.813 habitantes y 18,51 km<sup>2</sup>


Como no podía ser de otra manera, ambos criterios coinciden a la hora de comprobar que opción es más correcta a estos efectos. Se le asignará una importancia de valor 3 a la contaminación atmosférica, ya que la sostenibilidad en materia medioambiental cada día está más presente en las obras de los ingenieros civiles, y un valor 2 al ruido, por ser un elemento importante de cara a la comodidad y calidad de vida de los ciudadanos. Naturalmente, la opción Este es la más apropiada, obteniendo una puntuación total de 5, y la otra alternativa se verá reflejada con un valor de 1.

==Resultado final==
{| border="0" style="background:#ffffff" align="top" class="sortable wikitable"
|+ align="center" style="background:DarkSlateBlue; color:white"|<big>'''Resultado'''</big>
! width="60 px" style="background:Lavender; color:Black"|''Variante''
! width="80 px" style="background:Lavender; color:Black"|'''Longitud'''
! width="100 px" style="background:Lavender; color:Black"|'''Servidumbre'''
! width="120 px" style="background:Lavender; color:Black"|'''Nº de viaductos'''
! width="140 px" style="background:Lavender; color:Black"|'''Contaminación'''
! width="140 px" style="background:Lavender; color:Black"|'''Ruido'''
|-
|Este||1||3||1||3||2
|-
|Oeste||0||3||0||1||0
|}

Una vez sumadas todas las valoraciones se obtienen los siguientes resultados:
:*Variante Este: 4 de 10 posibles
:*Variante Oeste: 10 de 10 posibles

Así pues, se deberá optar por la alternativa de la variante Este, que ha resultado de mayor o igual interés en cada criterio.
Para obtener todos estos datos, se ha procedido a utilizar, de una forma natural y sencilla, las herramientas que nos proporciona el programa de ordenador Quantum. 

Para analizar las afecciones nombradas, se han realizado Buffers en función de la pendiente del terreno, asignando valores de 200, 500 y 1000 metros a la contaminación acústica, y 500, 1000 y 2000 metros a la contaminación atmosférica, en base a los niveles de pendientes antes descritos. 

En este sentido, también se utilizó un buffer de 10.000 metros a la hora de determinar la cantidad de población servida por cada variable.
Para determinar unas pendientes medias razonables en los diferentes tramos se echó mano de la operación Ráster: estadística de zona, desde donde se pudieron deducir los datos buscados de forma muy exacta a partir de unos polígonos cuasi-rectangulares transversales al eje de la carretera. 

Para obtener el área y los habitantes afectados por los Buffers se tuvo que intersectar las capas de los propios Buffers con las de Núcleos Urbanos y Zonas Protegidas. 

En un principio, se tuvo la idea de proporcionar una idea del tiempo ganado gracias a las variables, pero se desestimó por cuestiones operativas, ya que para obtener un resultado fiable se deberían haber obtenido los tiempos de trayecto desde multitud de puntos de Madrid, con y sin el empleo de las variables. Por ello, simplemente se proporcionarán dos imágenes en las que se parecía que, al utilizar la herramienta Grafo de Rutas, los vehículos tardarán menos tiempo en llegar a su destino si emplean las variables proyectadas.


=Conclusión=
De esta manera, se ha podido comprobar cómo a partir de unas pocas alternativas y de unos criterios lógicos, se puede diseñar una variante en la Comunidad de Madrid, con las herramientas necesarias.

Se extrae del estudio, además, la creciente importancia de la contaminación, tanto atmosférica como acústica, en la elección de las opciones, tal y como se refleja en el apartado de resultados(suman la mitad del valor total asignados a los criterios).

En efecto, se ha dado prioridad al aspecto medioambiental frente al económico, dado que en obras de semejante envergadura una mejora en este campo genera beneficios sociales que compensan los posibles sobrecostes económicos.

Finalmente, este mismo proceso se podría haber llevado a cabo en otras autovías del sur de la capital de España con tráficos tan intensos como la abordada en el ejercicio, en las que pueda ser conveniente realizar variantes u otras mejoras para suavizar las zonas de congestión de dichas carreteras.

=Anejo=
[[Archivo:nucleos_contaminacion.jpeg|800px|thumb|centre|Afección de la contaminación en núcleos urbanos]] 
<br />
[[Archivo:nucleos_ruido.jpeg|800px|thumb|centre|Afección acústica en núcleos urbanos]] 
<br />
[[Archivo:nucleos_oeste.jpeg|800px|thumb|centre|Núcleos urbanos servidos por la variante Oeste]]
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[[Archivo:nucleos_este.jpeg|800px|thumb|centre|Núcleos urbanos servidos por la variante Este]]
<br />
[[Archivo:zonasprotegidas_ruido.jpeg|800px|thumb|centre|Afección acústica a zonas protegidas]] 
<br />
[[Archivo:zonasprotegidas_contaminacion.jpeg|800px|thumb|centre|Afección de la contaminación a zonas protegidas]] 
<br />
[[Archivo:OBRAS.jpeg|800px|thumb|centre|Obras de paso a realizar en las variantes]] 
<br />
[[Archivo:ruta_este_definitiva.jpg|800px|thumb|centre|Demostración de la utilidad de la variante Este]] 
<br />
[[Archivo:rutapaint.jpg|800px|thumb|centre|Demostración de la utilidad de la variante Oeste]] 






[[Categoría:Sistemas de Información Geográfica Aplicados a la Ingeniería Civil]]
[[Categoría:SIGAIC_14/15]]