La ciencia de los atascos

Cada año los conductores españoles pierden nada menos que 420 millones de horas atrapados en atascos, especialmente en Madrid y Barcelona, según un reciente informe del Instituto de Prospectiva Tecnológica (JRC-IPTS) de la Comisión Europea.

Matemáticos, físicos y los ingenieros no quieren quedarse de brazos cruzados e intentan descubrir los patrones que dan lugar a los embotellamientos para intentar predecirlos y evitarlos. Al fin y al cabo todos entendemos que se produzcan atascos de tráfico por obras, accidentes o reducciones del número de carriles en ciertos puntos de la red viaria. Pero lo cierto es que existen también atascos "fantasmas", llamados así por que aparentemente no hay ninguna causa y que se disuelven igual que se produjeron: espontáneamente.

Hace unos años, investigadores británicos de las universidades de Exeter y Bristol desarrollaron un modelo matemático que desvelaba la causa de estas retenciones: si alguien frena bruscamente y de manera inesperada (por un animal que se cruza en la vía o, simplemente, un despiste) delante de nuestro vehículo, nos veremos obligados a frenar aún más rápido para compensar el tiempo de reacción. Esto crea una ola que empieza a afectar a los vehículos que circulan detrás, pudiendo llegar a un punto en el que el tráfico se detenga completamente.

El atasco se mueve hacia atrás a través del tráfico, creando lo que se denominada una "onda viajera regresiva", que se propaga como una ola y que los conductores pueden encontrar muchos kilómetros atrás, varios minutos después de que fuera activada.

Según los científicos, este es un escenario muy típico para una carretera muy ocupada (con más de 15 vehículos por kilómetro), y que se podría evitar usando sensores, radares o láser en los vehículos para monitorizar la velocidad y distancia del coche que nos precede y que, en caso de imprevisto, la reacción sea inmediata y la velocidad se reduzca lentamente, sin frenazos bruscos que generen estas "olas" de embotellamiento, según publicaban los matemáticos en Proceedings of the Royal Society.

Otra posible solución al frecuente colapso de las carreteras podría venir de la mano de las afanosas hormigas. Al menos esa es la propuesta del grupo de investigación ATIC de la Universidad de Málaga, que ha llegado a la conclusión de que si se consigue que los coches se comuniquen por vía inalámbrica de modo similar a como lo hacen estos insectos sociales, las congestiones podrían ser cosa del pasado.

Es cuestión de eficacia: las hormigas salen a buscar comida desde el hormiguero usando un camino aleatorio, pero a la vuelta, si la búsqueda ha sido exitosa, dejan un rastro de feromonas para que el resto de su colonia no camine sin rumbo fijo sino que pueda acudir donde está la comida. La ruta en la que se detecta un mayor nivel de feromonas, porque por ella pasan más hormigas cargadas de un jugoso botín, es, finalmente, el camino más corto hacia la comida (y el más transitado).

Este mismo principio se podría aplicar al control del tráfico de vehículos, de forma que cada automóvil disponga de la capacidad de dejar un "rastro" inalámbrico y detectar la presencia de "feromonas". Con esta información, un sistema distribuiría homogéneamente a los vehículos por todas las rutas posibles disminuyendo el nivel de congestión y, en caso de emergencia, encontraría una ruta válida por la que dirigir a los coches atascados. El prototipo ya se está probando con éxito con vehículos robotizados en miniatura.

Las aves también tienen mucho que enseñarnos sobre los atascos. Investigadores españoles y argentinos han creado una técnica llamada Particle Swarm Optimization (PSO) inspirándose, precisamente, en los movimientos de las bandadas de pájaros durante sus migraciones. Estos patrones se trasladan a un modelo computacional de gran potencia que permite combinar multitud de variables para recrear los eventos que rodean a la movilidad urbana en un momento concreto, por ejemplo, una hora punta.

Tras probarlo en dos grandes áreas metropolitanas -Málaga (España) y Bahía Blanca (Argentina)- han demostrado que logra mejoras cuantitativas tanto en el número de vehículos que llegan a su destino como en el tiempo total de viaje, regulando entre otras cosas cuándo se ponen de color rojo los semáforos. Y, por si fuera poco, con esta técnica se reducen las emisiones contaminantes.