Procedimiento de modelación analítica para estimar la probabilidad de interrupción del tráfico por anegamiento de caminos interurbanos

Abstract

Los eventos hidro-meteorológicos producen daños físicos y operacionales en la infraestructura vial. Entre estos, las inundaciones producen principalmente daños físicos, en tanto que los anegamientos afectan la operación del camino, interrumpiendo el tráfico vehicular. Son además los eventos que con mayor frecuencia interrumpen la circulación por las carreteras, incrementando los costos operacionales y de tiempo de viaje de los usuarios, y de no disponer de rutas alternativas, aislando comunidades. Los modelos disponibles en la literatura para estimar la probabilidad de anegamiento son principalmente empíricos y estiman alturas de anegamiento mediante observación en terreno de la altura de agua y si un determinado vehículo puede circular o no. Esto redunda en el uso de muestras pequeñas que no permiten generalizar sus resultados o producir información útil para la gestión de tráfico en periodos de lluvias intensas sobre una red vial. En este trabajo se propone y aplica un procedimiento de modelación analítica para calcular la probabilidad de interrupción del tráfico en un camino por anegamiento. El procedimiento utiliza principios de confiabilidad para determinar curvas de probabilidad de interrupción de la circulación en función de clases de vehículos y la altura de agua presente sobre la plataforma del camino. Se aplicó el modelo a un caso de estudio en la zona central de Chile. Para ello se utilizaron datos de caudales de 10 estaciones fluviométricas, para estimar las funciones de densidad de probabilidad (fdp) empíricas de la altura de agua sobre el camino para 8 periodo de retorno, y 181 mil registros de vehículos de 44 pórticos de peaje free-flow, para estimar las fdp empíricas de las alturas de vadeo. Aplicando FORM se obtuvieron 42 curvas de probabilidad de interrupción de tráfico para 6 clases vehiculares y periodos de retorno entre 4 y 500 años. Finalmente, a partir de las curvas simuladas se estimó una expresión analítica por cada clase vehicular para estimar la probabilidad de interrupción del tráfico en función de la altura de agua sobre el camino. Se concluyó que la altura de agua ocasiona interrupción total del tráfico varía entre los 70 y 90 cm para vehículos livianos y entre 110 y 150 cm para vehículos pesados.