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| Cotxes circulant per una carretera nocturna sinuosa a Malta. Goinyk Production/Shutterstock |
Intentar emular a Fernando Alonso en els desplaçaments diaris de casa al treball no és una bona idea. Perquè a part de generar més estrés i més situacions de risc, afecta a la nostra butxaca més del que podríem pensar.
És evident que conduint més ràpid s'arriba abans, encara que la diferència pot ser xicoteta quan el trànsit està condicionat per embossos, semàfors, etc. No obstant això, conduint més ràpid visitem la gasolinera més sovint. Llavors, quant temps es guanya en realitat? Quant puja el consum? Mereix realment la pena apostar per la velocitat?
Consum enfront de velocitat
El consum de combustible depén de la velocitat d'una forma bastant simple d'entendre. D'una banda, el funcionament dels motors de combustió, fins i tot amb el cotxe completament parat, consumix. Així, si ens desplacem a una velocitat molt baixa, de l'orde de 20 km/h, el gasto serà gran en relació a l'espai recorregut.
D'altra banda, la fricció amb l'aire creix amb el quadrat de la velocitat, per la qual cosa conduir per damunt dels 100 km/h també implica un consum considerable. A més, estan les pèrdues per redolament, pràcticament independents de la velocitat i subjectes a la distància recorreguda.
Combinant tots els factors, el consum òptim s'obté a una velocitat que, en funció del cotxe, està entre els 60-90 km/h.
L'Agència Europea de Medi Ambient usa el model matemàtic COPERT per a calcular les corbes de consum de cotxes típics, tant de gasolina com híbrids i altres combustibles. En el nostre estudi, realitzat específicament per a este article, hem fet els càlculs per a un cotxe híbrid de grandària mitjana/gran.
Qüestió de física
Els valors de referència són representatius d'una gran varietat de cotxes, tant berlines com SUV. En qualsevol cas, ací la dada d'interés no és el valor absolut del consum, que per al nostre cotxe particular pot ser menor. El factor clau és com augmenta el consum a grans velocitats. Este és un comportament universal, basat en lleis físiques.
D'altra banda, està el sobreconsumo associat a un estil de conducció més agressiu, amb acceleracions i frenades. Esta component penalitza el consum a major velocitat, sense disminuir significativament el temps de desplaçament. Per això, ignorarem en els nostres càlculs eixe efecte, que d'altra banda és impossible de modelar.
Estudiant trajectes reals
Volem estudiar l'impacte de la velocitat en situacions com les de milers de persones que diàriament es desplacen amb cotxe. Per a això, hem pres com a exemple cinc trajectes reals des de casa fins al treball en la Comunitat de Madrid. Els trajectes comprenen trams urbans –en Alcobendas, Madrid, Móstoles, Les Fregues, Tres Cantos i Vallecas– i trams en les carreteres A3, A5, A6, M30, M40, i M607 de distinta consideració. Com a exemple, la fracció de recorregut en carretera amb límit de velocitat superior a 90 km/h varia entre el 73 % i el 43 %.
Hem calculat les rutes usant Google Maps i hem obtingut informació dels límits de velocitat a través de OpenStreetMap. Com a resultat, per a cada una de les cinc rutes, preparem una taula que agrupa trams per límit màxim de velocitat.
Estos límits ens proporcionaran valors de referència per a la velocitat en cada tram. Així, coneguda la longitud de cada tram i la seua velocitat de referència, un càlcul simple ens permet calcular el temps total empleat en el desplaçament –suposant el cas ideal d'absència d'embossos i semàfors–.
A més, usant les dades de consum típic, podem calcular també el consum de gasolina, suposant que existix una velocitat constant.
Més ràpid és millor?
A continuació, investiguem quant temps s'estalvia desplaçant-se més ràpid i quant més es consumix. Ací, fem una suposició raonable:
Per als trams urbans amb límit fins a 50 km/h, sempre considerarem velocitat igual al límit legalment establit. Esta simplificació és necessària perquè, en augmentar la velocitat, també augmenten les pèrdues per frenada (una cosa freqüent en entorn urbà) i, com s'ha esmentat, és impossible modelar adequadament estes variacions.
Per als trams en carretera, considerarem dos casos: velocitats 20 % majors al límit i velocitats 40 % majors. És a dir, si el límit està en 100 km/h, suposarem velocitats de 120 km/h i 140 km/h, respectivament. La qual cosa està bastant en línia amb l'observat diàriament.
Els resultats no deixen lloc a dubtes: xafar l'accelerador ix molt car. Per a estalviar un 10 % de temps gastem 30 % més de combustible! I això és similar per a tots els trajectes. Amb una velocitat 20 % major al límit, el gasto de combustible triplica a l'estalvi de temps en els trajectes 1, 2, 3 i 5 i quasi ho quintuplica en el trajecte 4. I, per a una velocitat 40 % major, les xifres de consum es disparen.
D'altra banda, si no apurem el límit de velocitat, l'estalvi relatiu de combustible és bastant comparable a l'increment relatiu del temps de viatge. La gran disparitat entre els dos sol apareix a velocitats elevades.
Xafar l'accelerador fa mal a la butxaca i al planeta
Naturalment, els detalls de consum varien d'un model d'automòbil a un altre, depenent del motor, l'aerodinàmica, el combustible i altres característiques. No obstant això, els resultats qualitatius obtinguts ací són extrapolables a cotxes de gasolina o dièsel de diverses grandàries. Com hem assenyalat, l'increment de consum a gran velocitat és exponencial i està basat en lleis físiques. Per tant, la conclusió que el gasto addicional excedix amb escreix l'estalvi de temps té un caràcter bastant general.
Així mateix, xafar l'accelerador també ix molt car per al planeta. Les emissions de CO₂ i altres gasos són proporcionals al consum. Pel que estalviar uns pocs minuts es traduïx en una contaminació bastant major.
En termes generals, com sabem, la petjada d'emissions per viatger és inferior en transport públic que amb cotxe privat, i més encara en àrees urbanes. Damunt, quan el vehicle viatja amb un sol ocupant, este consum i eixes emissions recauen íntegrament sobre un únic viatger, empitjorant encara més el balanç.
Per a eixos casos en què l'ús del cotxe és inevitable, no hauríem d'oblidar que la velocitat no compensa, ni per a la butxaca ni per al planeta.
Juan Antonio Aguilar Saavedra, Investigador científic del CSIC en física teòrica de partícules elementals, Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC) i Cristina Álvarez Requena, Director of Innovation, technology development and strategic alliances, IMDEA ENERGIA
Este article va ser publicat originalment en The Conversation. Llija el original.
En Castellano
Intentar emular a Fernando Alonso en los desplazamientos diarios de casa al trabajo no es una buena idea. Porque aparte de generar más estrés y más situaciones de riesgo, afecta a nuestro bolsillo más de lo que podríamos pensar.
Es evidente que conduciendo más rápido se llega antes, aunque la diferencia puede ser pequeña cuando el tráfico está condicionado por atascos, semáforos, etc. Sin embargo, conduciendo más rápido visitamos la gasolinera más a menudo. Entonces, ¿cuánto tiempo se gana en realidad? ¿Cuánto sube el consumo? ¿Merece realmente la pena apostar por la velocidad?
Consumo frente a velocidad
El consumo de combustible depende de la velocidad de una forma bastante simple de entender. Por un lado, el funcionamiento de los motores de combustión, incluso con el coche completamente parado, consume. Así, si nos desplazamos a una velocidad muy baja, del orden de 20 km/h, el gasto será grande en relación al espacio recorrido.
Por otro lado, la fricción con el aire crece con el cuadrado de la velocidad, por lo que conducir por encima de los 100 km/h también implica un consumo considerable. Además, están las pérdidas por rodadura, prácticamente independientes de la velocidad y sujetas a la distancia recorrida.
Combinando todos los factores, el consumo óptimo se obtiene a una velocidad que, en función del coche, está entre los 60-90 km/h.
La Agencia Europea de Medio Ambiente usa el modelo matemático COPERT para calcular las curvas de consumo de coches típicos, tanto de gasolina como híbridos y otros combustibles. En nuestro estudio, realizado específicamente para este artículo, hemos hecho los cálculos para un coche híbrido de tamaño medio/grande.
Cuestión de física
Los valores de referencia son representativos de una gran variedad de coches, tanto berlinas como SUV. En cualquier caso, aquí el dato de interés no es el valor absoluto del consumo, que para nuestro coche particular puede ser menor. El factor clave es cómo aumenta el consumo a grandes velocidades. Este es un comportamiento universal, basado en leyes físicas.
Por otro lado, está el sobreconsumo asociado a un estilo de conducción más agresivo, con aceleraciones y frenadas. Esta componente penaliza el consumo a mayor velocidad, sin disminuir significativamente el tiempo de desplazamiento. Por eso, ignoraremos en nuestros cálculos ese efecto, que por otra parte es imposible de modelar.
Estudiando trayectos reales
Queremos estudiar el impacto de la velocidad en situaciones como las de miles de personas que diariamente se desplazan en coche. Para ello, hemos tomado como ejemplo cinco trayectos reales desde casa hasta el trabajo en la Comunidad de Madrid. Los trayectos comprenden tramos urbanos –en Alcobendas, Madrid, Móstoles, Las Rozas, Tres Cantos y Vallecas– y tramos en las carreteras A3, A5, A6, M30, M40, y M607 de distinta consideración. Como ejemplo, la fracción de recorrido en carretera con límite de velocidad superior a 90 km/h varía entre el 73 % y el 43 %.
Hemos calculado las rutas usando Google Maps y hemos obtenido información de los límites de velocidad a través de OpenStreetMap. Como resultado, para cada una de las cinco rutas, preparamos una tabla que agrupa tramos por límite máximo de velocidad.
Estos límites nos proporcionarán valores de referencia para la velocidad en cada tramo. Así, conocida la longitud de cada tramo y su velocidad de referencia, un cálculo simple nos permite calcular el tiempo total empleado en el desplazamiento –suponiendo el caso ideal de ausencia de atascos y semáforos–.
Además, usando los datos de consumo típico, podemos calcular también el consumo de gasolina, suponiendo que existe una velocidad constante.
¿Más rápido es mejor?
A continuación, investigamos cuánto tiempo se ahorra desplazándose más rápido y cuánto más se consume. Aquí, hacemos una suposición razonable:
Para los tramos urbanos con límite hasta 50 km/h, siempre consideraremos velocidad igual al límite legalmente establecido. Esta simplificación es necesaria porque, al aumentar la velocidad, también aumentan las pérdidas por frenada (algo frecuente en entorno urbano) y, como se ha mencionado, es imposible modelar adecuadamente estas variaciones.
Para los tramos en carretera, consideraremos dos casos: velocidades 20 % mayores al límite y velocidades 40 % mayores. Es decir, si el límite está en 100 km/h, supondremos velocidades de 120 km/h y 140 km/h, respectivamente. Lo cual está bastante en línea con lo observado diariamente.
Los resultados no dejan lugar a dudas: pisar el acelerador sale muy caro. Para ahorrar un 10 % de tiempo gastamos ¡30 % más de combustible! Y esto es similar para todos los trayectos. Con una velocidad 20 % mayor al límite, el gasto de combustible triplica al ahorro de tiempo en los trayectos 1, 2, 3 y 5 y casi lo quintuplica en el trayecto 4. Y, para una velocidad 40 % mayor, las cifras de consumo se disparan.
Por otro lado, si no apuramos el límite de velocidad, el ahorro relativo de combustible es bastante comparable al incremento relativo del tiempo de viaje. La gran disparidad entre ambos solo aparece a velocidades elevadas.
Pisar el acelerador hace daño al bolsillo y al planeta
Naturalmente, los detalles de consumo varían de un modelo de automóvil a otro, dependiendo del motor, la aerodinámica, el combustible y otras características. No obstante, los resultados cualitativos obtenidos aquí son extrapolables a coches de gasolina o diésel de diversos tamaños. Como hemos señalado, el incremento de consumo a gran velocidad es exponencial y está basado en leyes físicas. Por tanto, la conclusión de que el gasto adicional excede con creces el ahorro de tiempo tiene un carácter bastante general.
Asimismo, pisar el acelerador también sale muy caro para el planeta. Las emisiones de CO₂ y otros gases son proporcionales al consumo. Por lo que ahorrar unos pocos minutos se traduce en una contaminación bastante mayor.
En términos generales, como sabemos, la huella de emisiones por viajero es inferior en transporte público que en coche privado, y más aún en áreas urbanas. Encima, cuando el vehículo viaja con un solo ocupante, este consumo y esas emisiones recaen íntegramente sobre un único viajero, empeorando aún más el balance.
Para esos casos en que el uso del coche es inevitable, no deberíamos olvidar que la velocidad no compensa, ni para el bolsillo ni para el planeta.
Las personas firmantes no son asalariadas, ni consultoras, ni poseen acciones, ni reciben financiación de ninguna compañía u organización que pueda obtener beneficio de este artículo, y han declarado carecer de vínculos relevantes más allá del cargo académico citado anteriormente.
Crónica CT
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