La extraña relación de la oruga procesionaria y la fórmula matemática para evitar los atascos

Según la Dirección General de Tráfico (DGT), este verano en España se van a producir más de 94 millones de desplazamientos de larga distancia, contando con viajes hasta Portugal y para cruzar el estrecho de Gibraltar. Simplemente, el aumento del tránsito es suficiente como para provocar los atascos estivales. Pero el problema parece no estar solo en la capacidad de la vía, algo que los ingenieros del tráfico siempre han asumido como una de las dos variables clásicas en la generación de los colapsos en las carreteras.

El segundo es la presencia de un elemento perturbador de la velocidad, como podría serlo un cambio de rasante, una curva o un accidente. Sin embargo, estas dos variables están cada vez más en tela de juicio, pues añadir un carril más a las carreteras, como ocurre en las autopistas estadounidenses, debería solucionar los problemas en vez de agravarlos, como está demostrado que ocurre.

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En las facultades de ingeniería de caminos se atajaban los problemas únicamente con el automóvil en mente, contando el flujo de vehículos en vez del de personas, algo que ha cambiado con la llegada de otros sistemas, como los autobuses de alta capacidad o los vehículos de movilidad personal. Se estima que, en una vía convencional pueden pasar unas 2.000 personas en coche, pero 40.000 en autobús.

Es importante concebir el flujo del tráfico como si de un líquido se tratara, con la diferencia de que son los conductores los que tienen la potestad de escoger su propio camino y que estos tienen la tendencia de tomar las decisiones más ventajosas para sí mismos -a la hora de conducir esto significa llegar cuanto antes al destino-, incluso aunque esto pueda desembocar en un atasco para todos.

Descifrar el problema de las congestiones de tráfico es algo que se lleva estudiando décadas, y con razón: resolverlo no solo sería benéfico para un problema global, sino que tiene el potencial de ser tremendamente lucrativo.Es por ello que muchas empresas se han volcado a ello, especialmente 'start ups' que apuestan por el desarrollo tecnológico para solucionar las vías saturadas a través de análisis de datos. Ejemplos de ello son las israelís Mobi y Mobileye. La primera de ellas pretende poner sensores inalámbricos con placas solares para predecir con inteligencia artificial en qué lugares de las vías se producirán atascos.

La segunda está desarrollando un sistema de taxis autónomos y fue adquirida por Intel en 2017 por 15.000 millones de euros.

Sin embargo, cabe preguntarse si los vehículos autónomos van a solucionar las congestiones, al menos en el modo en el que sus desarrolladores afirman que podrán hacerlo. Desde la empresa española Impact Ware, responsables del software de ingeniería de tráfico Wavedriving, se muestran escépticos sobre la conducción robótica. Su director de tecnología, Óscar Melchor, señala que el principal problema que presentan los vehículos autónomos es que estos han sido desarrollados para emular el comportamiento actual de los conductores, y que este es el responsable de generar congestiones en las carreteras. Las máquinas de Mobileye aprenden igual que las personas a sacarse el carné: se fijan en lo que hay en frente del vehículo, sin considerar que cada coche repercute -y amplifica- en el comportamiento de los que tienen detrás.

Esto es lo que provoca los conocidos como 'atascos fantasmas', un fenómeno en el que se produce una retención sin motivo aparente. La realidad es que si el primer vehículo de un convoy reduce su velocidad, puede producir un efecto dominó que acabe deteniendo a otro, situado varios coches tras de sí, y generar un obstáculo en la carretera que paralice la circulación.«Cuando un conductor se saca el carné, no le explican cómo se forman los atascos ni cómo enfrentarse a ellos», afirma Melchor. «Sino que aprende a conducir manteniendo la distancia de seguridad e intentando llegar cuanto antes a su destino.

Así, es matemáticamente imposible que no se produzcan».La compañía sostiene que la solución a las congestiones se da siguiendo cuatro máximas: mantener una velocidad media alta para llegar pronto; guardar una distancia de seguridad; buscar la eficiencia en el consumo de combustible a través de una velocidad constante, y no ocupar más asfalto del necesario. Para ello, han desarrollado un curso a través de un simulador que permite enseñar una conducción que atienda a estas variables usando tres conceptos: en primer lugar, todo coche es un semáforo -en verde si está en movimiento, ámbar si frena y rojo si está detenido-; en segundo, no solo se conduce nuestro coche, sino todos los que nos siguen; y finalmente, se tiene que concebir la distancia con el coche frontal como variable. Hay una parte inviolable que son los dos segundos de distancia de seguridad, pero existe otra variable, que es la que permite mantener una velocidad constante, incluso aunque el vehículo de delante frene.

Si se hace correctamente, este tipo de conducción -que denominan inercial- anula los efectos de amplificación con respecto a los coches posteriores y es capaz de evitar que se produzcan atascos. Impact Ware ya lo puso en prueba en el año 2017, cuando solucionaron una retención en la autovía A-42, entre Madrid y Toledo, gracias a un conductor que había seguido su curso.Por supuesto, para que funcione este sistema es necesario que el mayor número de personas posible pueda controlar así su coche. Por ello, ya están llevando a cabo formaciones enmarcadas en la prevención de riesgos laborales. Un ejemplo es la compañía de autobuses Alsa, que llevó a cabo una prueba piloto con 100 de sus conductores.

Los resultados son alentadores, según su director de Formación Operativa, Antonio Fernández. «Aún es pronto para ver los efectos, pero nos han dicho que están más relajados en momentos de alta densidad, lo que los vuelve más seguros», afirmó.

En el mundo natural abundan ejemplos de eficiencia en el diseño que han sido usados en la ingeniería humana, lo que se conoce como biomímesis. Es el caso del tren bala japonés, que calca su diseño del pico del martín pescador; o de las hojas de las turbinas eólicas, que se inspiraron en las suaves formas de las colas de ballena o el ingenioso sistema de regulación de la temperatura de las termitas, que ha permitido crear edificios de oficinas en Zimbabue que no necesitan aire acondicionado.

Para el tráfico, la oruga procesionaria cumple un papel interesante, pues ha servido de inspiración para la solución Wave Driving de Impact Ware. La empresa española ha desarrollado un programa que permite enseñar una forma de conducir inercial más segura, eficiente y que elimina los atascos. La inspiración le llegó a su director de Tecnología, Óscar Melchor, cuando descubrió que estos animales se movían en convoy a través de las ondas, dirigidas por la primera de ellas y sincronizadas a la perfección, que es a lo que aspiran todos los desarrolladores de sistemas de conducción autónoma para coches.

Melchor comenzó estudiando hormigas, pues a priori parece que también tienen bien resuelto el tránsito en sus hormigueros, pero presentan dos problemas que no se pueden aplicar a los vehículos: por un lado, cuando se mueven, lo hacen yendo a su velocidad máxima siempre. Por otro, se comunican a través del contacto, dos factores que no serían seguros para la conducción.

Al analizar las orugas, el ingeniero se dio cuenta de que estas eran capaces de detenerse en cuestión de milisegundos al encontrar un obstáculo y que estas se comunicaban a través de las ondas. Todo movimiento se puede expresar en forma de onda y es la amplificación de ellas la que genera que se produzcan atascos en la carretera. Es por ello que considera que hay que aprender a comportarse como los invertebrados en los episodios de alta densidad en la carretera.

Esta concepción de la importancia de los vehículos posteriores es una de las claves que están implementando en sus pruebas de vehículos autónomos. La conducción inercial de Impact Ware ya está siendo probada en universidades de Italia y EEUU y desde la empresa esperan llegar a sistemas más generalizados. De momento, sus cursos han demostrado que los conductores que aplican sus técnicas son más eficientes con la velocidad y el consumo de gasolina, que se anticipan a las distancias necesarias y que su espacio de seguridad es más homogéneo, tanto por delante como por detrás.