Evaluación de las emisiones en carretera de los autobuses urbanos en diferentes escenarios de congestión de tráfico mediante la integración de datos reales de conducción, tráfico y emisiones

Abstract

En los últimos años, la integración de simuladores de tráfico y modelos de emisiones se ha convertido en la opción preferida para evaluar las emisiones de vehículos en diferentes estados de tráfico. Sin embargo, la definición de una "condición de tráfico" suele ser subjetiva, ya que los patrones de conducción pueden variar significativamente según el dominio espacial de estudio. Por otro lado, la implementación de " Sistemas de Transporte Inteligentes Cooperativos " ha propiciado la instalación de una creciente variedad de dispositivos, tanto en la carretera como en vehículos de transporte público, para monitorizar las condiciones del flujo de tráfico y la velocidad de los vehículos en las ciudades. Este estudio propuso un enfoque original para integrar emisiones reales (como un modelo de microemisiones), perfiles de conducción reales y datos de sensores de tráfico urbano para evaluar los efectos de la congestión del tráfico a nivel de ruta en las emisiones de los autobuses urbanos en Madrid (España). La definición de los escenarios de tráfico se basó en un análisis de agrupamiento K-means, vinculando indicadores de congestión estacionarios (de sensores urbanos) y dinámicos (de perfiles de conducción de autobuses). Paralelamente, se utilizó un modelo de microemisiones basado en la metodología de potencia específica del vehículo (VSP) para modelar las emisiones de CO₂ y NOₓ segundo a segundo de los viajes individuales de los autobuses diésel y de gas natural comprimido (GNC). Finalmente, se combinaron los datos de agrupamiento y los datos de emisiones modeladas. Una comparación entre los escenarios de flujo libre y congestión severa mostró que la velocidad promedio de la ruta disminuyó aproximadamente un 50 %, y el número de paradas por kilómetro aumentó en un 50 %; además, las emisiones de CO₂ y NOₓ de los autobuses aumentaron aproximadamente un 50 % y un 85 %, respectivamente. El autobús diésel mostró una menor sensibilidad a las variaciones en el nivel de congestión a nivel de ruta, aunque las bajas emisiones de NOₓ de los autobuses de GNC fueron evidentes en todos los escenarios de tráfico. Los resultados de este estudio, basados en datos reales extensos, pueden utilizarse para desarrollar inventarios de emisiones vehiculares de alta resolución.