Carreteras Inteligentes para evolucionar la movilidad sostenible y segura

A lo largo de la historia se han producido grandes saltos evolutivos en el desarrollo de la infraestructura terrestre, pasando de ser simples caminos para facilitar el movimiento de personas entre poblaciones cercanas hasta las redes de alta capacidad actuales. Este proceso ha estado marcado e impulsado por la incorporación de los avances técnicos/tecnológicos y la adaptación a las necesidades de la sociedad en cada momento.

Cabe destacar algunos momentos históricos que han representado cambios significativos en la forma en que concebimos las carreteras:

• Las calzadas romanas (300 a.C. 476 d.C.). Un claro ejemplo temprano de lo que supone una red de carreteras bien planificadas y construidas a lo largo del vasto imperio romano.
• La carretera McAdam (sigo XIX). Supuso una mejora técnica al utilizar capas de grava compacta y un lecho de piedra triturada que mejoró tanto la durabilidad como la capacidad de drenaje de las infraestructuras.
• Desarrollo del asfalto (siglo XX). La introducción del asfalto como material de pavimentación fue un gran salto, aumentando la durabilidad y la suavidad de las carreteras.
• Sistemas de Autopistas Alemanas ‘Autobahnen’ (década de los 30 del siglo XX). Primer sistema de autopistas/carreteras de alta velocidad que ha influido claramente en el diseño de este tipo de infraestructuras en todo el mundo.
• Sistema de carreteras interestatales de Estados Unidos (década de los 50 del siglo XX). Iniciativa que transformó la infraestructura vial del país, facilitando el transporte y la movilidad a nivel nacional.
• Desarrollo del sistema de señalización vial (siglo XX). La implementación de un sistema de señalización (semáforos, y señales de tráfico estandarizadas) ha sido imprescindible para avanzar en la seguridad vial, así como para una regulación efectiva del tráfico.

La evolución de las carreteras es un proceso dinámico y de adaptación continua a las necesidades cambiantes de la sociedad, a la tecnología existente y, en los últimos años, al impacto sobre el medio ambiente

Siguiente paso: carreteras inteligentes
Avanzando en este viaje en el tiempo, podemos reflexionar sobre qué son las carreteras inteligentes: infraestructuras terrestres donde se integran la tecnología más avanzada que permite la comunicación entre los vehículos, las infraestructuras y los sistemas de gestión del tráfico.

Todos los subsistemas o componentes que van desde la sensorización hasta la conectividad más avanzada se integran para crear una única red vial inteligente. Las comunicaciones fiables, rápidas y seguras, la Inteligencia Artificial, el Internet de las Cosas o la analítica de datos son fundamentales en este ecosistema, permitiendo una toma de decisiones más eficiente y una respuesta rápida a las condiciones cambiantes del tráfico.

Las carreteras inteligentes no deben ser consideradas únicamente como infraestructuras de ingeniería civil, sino como infraestructuras interconectadas física y lógicamente, con el objetivo de mejorar la seguridad de la ciudadanía, optimizar el tiempo y el coste del viaje, y reducir el impacto medioambiental.

Por ello, las carreteras inteligentes brindan una amplia gama de beneficios al conjunto de la movilidad. Sin duda, el más importante es la mejora en términos de seguridad vial, mediante una información al usuario de mejor calidad, más variada y rápida, que debe impactar en la reducción de accidentes.

¿Cómo se consigue esto? Instalando sensores conectados en la vía que midan el nivel de tráfico y las condiciones meteorológicas, utilizando elementos de balizamiento y obra interconectados, aumentando el número de paneles de información inteligentes, vigilancia con drones, etc. Estos elementos deberán conectarse con plataformas (como DGT 3.0 en España) que reciban, analicen y
organicen la información obtenida tanto de los elementos de la infraestructura como de los propios vehículos conectados, lanzando la información a los propios vehículos y terminales móviles de los conductores en tiempo real.

La gestión del tráfico se optimiza mediante la recopilación y análisis de datos de tráfico, lo que permite ajustar los tiempos de los semáforos, habilitar carriles de doble sentido de forma dinámica o informar al usuario de rutas alternativas en función de las condiciones de la carretera. Además, la reducción de emisiones es una consecuencia positiva, ya que el tráfico se vuelve más fluido y eficiente.

Como usos en una fase embrionaria, pero con diversos proyectos piloto, son la carga en marcha del vehículo eléctrico mediante pavimentos fotovoltaicos, autopistas solares o el cobro de peaje inteligente.

Todos los subsistemas o componentes que van desde la sensorización hasta la conectividad más avanzada se integran para crear una única red vial inteligente

A modo de resumen, como parte de las tendencias y tecnologías que están influyendo en la evolución hacia unas carreteras inteligentes podemos destacar:

• Vehículos conectados y autónomos. La llegada del vehículo autónomo cambiará la forma en la que se diseñan y gestionan las carreteras.
• Sensores y tecnología de monitorización. La implementación de sensores en las carreteras para recopilar datos en tiempo real permitirá una gestión más eficiente del tráfico y la identificación temprana de problemas en la infraestructura que requieran un mantenimiento.
• Tecnología de realidad aumentada. La implementación de tecnología de realidad aumentada en la señalización vial y marcas en la carretera podrían mejorar la visibilidad y seguridad, especialmente en condiciones climáticas adversas.
• Gestión del tráfico basado en datos. El análisis de grandes cantidades de datos recopilados a través de sensores y sistemas de monitorización permitirán una gestión más eficaz del tráfico, con la capacidad de prever patrones de tráfico, identificar congestiones y optimizar rutas.
• Tecnología de gestión de emergencias. Los sistemas de gestión de emergencias podrían integrarse en las carreteras para responder rápidamente a situaciones como accidentes o desastres naturales, mejorando los tiempos de respuesta y la seguridad en general.
• Carga inalámbrica para vehículos eléctricos. La implementación de sistemas de carga inalámbrica permitirá que los vehículos eléctricos se carguen mientras estén en movimiento, aumentando su autonomía.
• Materiales de construcción sostenibles. Se espera que las carreteras del futuro cercano utilicen materiales más sostenibles y respetuosos con el medio ambiente (pavimentos permeables, materiales reciclados, etc.) con el fin de minimizar el impacto ambiental.

La implementación de todas estas actuaciones depende de un elemento principal sin el cual esta evolución es imposible: la existencia de redes de comunicaciones inalámbricas (tanto de corto como de largo alcance) que permita comunicaciones seguras, con bajas latencias y estables. Sin esta base es imposible construir un sistema de carreteras inteligentes.

Las carreteras inteligentes presentan grandes desafíos, como son la ciberseguridad, la integración de la tecnología en las infraestructuras terrestres ya existentes, la privacidad de los datos y la aceptación social. Son consideraciones cruciales que deben abordarse para garantizar una implementación exitosa y ética. Pero más allá de la tecnología hay importantes retos, como la normativa y legislación a aplicar.

La implementación de todas estas actuaciones depende de la existencia de redes de comunicaciones inalámbricas que permita comunicaciones seguras, con bajas latencias y estables

A nivel mundial, varios países han desarrollado legislación y regulaciones para respaldar la implementación de carreteras inteligentes. Por ejemplo, en 2018 en Europa se publicó la ‘Estrategia de la Movilidad Conectada, Colaborativa y Autónoma’ (CCAM), que se une a las ya existentes Directivas de ITS (Intelligent Transport System).

Como conclusión, la evolución de las carreteras es un proceso dinámico y de adaptación continua a las necesidades cambiantes de la sociedad, a la tecnología existente y, en los últimos años, al impacto sobre el medio ambiente, valorando especialmente la sostenibilidad y la seguridad vial.

Carreteras inteligentes y vehículo conectado y autónomo

Así como la invención y generalización del automóvil en el siglo XX impulsó la necesidad de carreteras más amplias y seguras junto con la necesidad de implementar un código de señalización estandarizada, en el siglo XXI la aparición del vehículo conectado y el futuro vehículo autónomo va a ser uno de los elementos claves que marque la evolución de nuestras carreteras.

La relación simbiótica entre carreteras inteligentes y vehículos conectados es fundamental para la evolución del transporte. Un paso más allá en el vehículo conectado es el vehículo autónomo. Estos vehículos, además de las propiedades de un vehículo conectado, necesitan de una identificación 360 grados de su entorno, así como de unas condiciones de infraestructura adecuadas.

Bien sea vehículo conectado o autónomo, las comunicaciones con el resto del universo de la movilidad: V2V (vehículo a vehículo), V2I (vehículo a infraestructura), V2N (vehículo a red), e incluso V2P (vehículo a peatón) en entornos urbanos, deben apoyarse y realizarse sobre redes de comunicaciones basadas en tecnologías de corto alcance (DSRC, Wifi, G5, Edge Computing 5G) y largo alcance (5G). Todos los componentes tecnológicos de este ecosistema deben ser desarrollados, desde la fase de diseño, bajo los criterios de safety y security, así como de privacidad. No hay que olvidar que un vehículo autónomo puede llegar a ser un arma letal.

Actualmente existen multitud de proyectos de carreteras inteligentes en diferentes partes del mundo. Todos buscan aprovechar la tecnología para mejorar la eficiencia, la seguridad y la sostenibilidad del transporte por carreteras. Algunas de estas iniciativas son:

• Proyecto CONNECT (Unión Europea) incluido dentro de la iniciativa europea de C-Roads.
• Proyecto Smart Roads (India).
• Carreteras Inteligentes (Singapur).
• Proyecto CAR 2 CAR Communication Consortium (Alemania).
• Proyecto Smart Highways (Países Bajos).
• AutoBahn A9 (Alemania).
• Proyecto Wattway (Francia).
• eRoadArlanda (Suecia).
• Carretera I-5 (California).
• Corredor conectado (Madrid – Lisboa).
• Proyecto C-Road (Europa).