Smart roads: Cómo mejorar la movilidad urbana con tecnología vial

Autores | Jaime Ramos, Elvira Esparza

Vías e infraestructuras no son ajenas a la revolución que vive la movilidad. Constituyen una parte fundamental del caldo de cultivo tecnológico que se cocina en el ámbito del transporte, destacando hitos como la conducción autónoma, la reducción drástica de emisiones y el fin de la siniestralidad.

En este escenario ha emergido el concepto de carreteras inteligentes o smart roads. Sustentan un pilar de la movilidad inteligente que ya presenta beneficios a una escala global. Así, aquellos territorios que han introducido sistemas de transporte inteligentes han conseguido logros como una reducción del tiempo de los trayectos de entre el 15% y el 20%, lo que a su vez ha disminuido las emisiones en torno al 10%, así como la siniestralidad.

¿Qué son las carreteras inteligentes o smart roads?

Las smart roads presentan una definición poliédrica que integra la aplicación de diversas tecnologías de la información y la comunicación asociadas a la movilidad y relacionadas con la conectividad, el análisis masivo de datos, la seguridad vial y la sostenibilidad.

¿Qué tecnologías hay detrás de las smart roads?

La tendencia actual en las smart roads es convertir esta infraestructura en una plataforma digital conectada que interactúa en tiempo real con los vehículos, las ciudades y los operadores. Esta evolución es necesaria para dar cobertura a la electrificación del transporte, la automatización progresiva de la conducción y la necesidad de crear infraestructuras más resilientes ante el cambio climático.

Entre las tecnologías más disruptivas de las carreteras inteligentes destacan:

Sensores avanzados y redes IoT distribuidas

El IoT es la base de las smart roads, pero su alcance es mayor porque no solo se basa en el uso de sensores de tráfico, sino que se incluyen redes distribuidas de LIDAR, radar, cámaras térmicas y sensores acústicos con los que se pueden detectar incidentes en segundos, identificar objetos en la vía o monitorizar condiciones climáticas microlocales. Estos sensores están conectados mediante redes 5G y edge computing.

Gemelos digitales

Son una herramienta fundamental para planificar y gestionar las carreteras. Los gemelos digitales son una representación virtual de las carreteras que se actualizan continuamente con información real procedente de los sensores IoT, cámaras, radares, vehículos conectados y sistemas de gestión de tráfico. Los gemelos digitales pueden simular accidentes antes de que ocurran, predecir las congestiones de tráfico, optimizar el mantenimiento y probar escenarios para los vehículos autónomos.

Vehicle to Everything (V2X)

El V2X engloba todas las comunicaciones del vehículo con el entorno: V2I (Vehicle to Infrastructure), V2V (Car to Car), V2P (Vehicle to People) y V2N (Vehicle to Network). En la actualidad, la combinación de V2X con redes 5G, IA y edge computing permite enviar alertas de accidentes que no son visibles, ajustar límites de velocidad en tiempo real, coordinar vehículos autónomos con la infraestructura y mejorar la seguridad de peatones mediante V2P.

Carreteras energéticas

Estas carreteras digitales cuentan con células fotovoltaicas integradas en paneles de vidrio templado que aprovechan la energía solar para alimentar diversos componentes. Dentro de los paneles existen unos microprocesadores que gestionan la carga de los vehículos eléctricos que circulan por la carretera por carriles específicos. Estos carriles se han probado en algunas carreteras en Estados Unidos y Europa para mejorar la autonomía de los vehículos eléctricos, incluido el transporte público y las flotas comerciales.

Pavimentos inteligentes

Las smart roads están construidas con pavimentos inteligentes que incorporan distintos tipos de sensores de deformación, humedad y temperatura que permiten detectar grietas o la acumulación de hielo y agua antes de que se conviertan en un riesgo para los conductores. Esta capacidad de autodiagnóstico de las carreteras es clave para el mantenimiento predictivo, lo que redunda en una mayor seguridad de las carreteras y un descenso de la siniestralidad.

IA para la gestión predictiva del tráfico

Gracias al uso de la IA en las carreteras inteligentes se pueden predecir las congestiones de tráfico con mucha antelación, detectar los incidentes de forma automática y gestionar el uso de los carriles con eficiencia sin que sea necesaria la intervención del hombre. Existen diferentes plataformas y aplicaciones que utilizan la IA para el análisis de estas carreteras.  Los sistemas más avanzados incluyen también el uso de deep learning y machine learning.

Iluminación inteligente

Los sistemas de iluminación inteligentes aprovechan la fuerza del viento generado por los vehículos que circulan por las vías para iluminar la carretera, convierten la energía cinética del aire en movimiento en energía eléctrica que alimenta los sistemas de iluminación. Además, la iluminación inteligente de las smart roads tiene la cualidad de adaptar su intensidad según las condiciones meteorológicas, las horas del día o el volumen de vehículos en circulación.

Un paso más en la evolución de los sistemas de iluminación inteligente es el uso de polvo fotoluminiscente que es alimentado por energía solar y hace que la carretera brille en la oscuridad, mejorando la visibilidad en la conducción nocturna sin necesidad de depender de ningún sistema eléctrico o de baterías. Este polvo absorbe la luz solar durante el día y emite brillo durante la noche convirtiendo las carreteras en vías autoiluminadas.

No habrá coche autónomo sin carreteras inteligentes

Uno de los requisitos para la consecución de la conducción autónoma plena es, sin duda, contar con una infraestructura IoT que propicie la debida comunicación entre los vehículos y la vía. Por eso, las Smart roads son inseparables del concepto de coche autónomo.

Ventajas y alguna desventaja de las carreteras inteligentes

Las carreteras inteligentes traen consigo un sinnúmero de ventajas para la sostenibilidad y la eficacia del transporte. Aparte de las relacionadas con las tecnologías vistas, aportarán un impulso clave para la seguridad.

En conjunto con la conducción autónoma, se espera que posibiliten las utópicas cero muertes por accidentes viales. Este es el sentido de los sistemas ADAS, que ya son una realidad, o el desarrollo de un pavimento inteligente.

Por otro lado, las carreteras inteligentes facilitan también el despliegue de los vehículos conectados y de la conducción autónoma. La tecnología de estas carreteras complementa a los sensores de estos vehículos y gracias a esta cooperación entre la infraestructura y el vehículo se mejora la seguridad y la eficiencia del tráfico, algo fundamental en las ciudades.

Asimismo, los datos generados por las smart roads tienen efecto en la planificación urbana porque permiten analizar patrones de movilidad, identificar zonas de siniestralidad, optimizar la distribución del espacio urbano y evaluar el impacto de políticas de movilidad sostenible. Las smart roads son infraestructuras inteligentes que aseguran la sostenibilidad y la eficiencia de los servicios. Entre las desventajas principales encontramos el alto coste que suponen la mayoría de las aplicaciones. No obstante, se prevé que para 2034 el mercado mundial de carreteras inteligentes alcance los 6900 millones de dólares (6.083 millones de euros). Estados Unidos lidera el mercado mundial de carreteras inteligentes, con el 34% de los ingresos del mercado.

Al coste económico, hay que sumar otros posibles riesgos de las smart roads, principalmente, los relacionados con la ciberseguridad, la dificultad de manejar grandes volúmenes de datos o la interoperabilidad de los diferentes elementos.  Sin embargo, las ventajas que aportan las carreteras inteligentes en la movilidad superan a las desventajas por lo que se prevé que su desarrollo se incremente en los próximos años.

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