Traffic solutions for greener and cleaner cities

Pérez Prada, Fiamma (2017). Traffic solutions for greener and cleaner cities. Tesis (Doctoral), E.T.S.I. Caminos, Canales y Puertos (UPM). https://doi.org/10.20868/UPM.thesis.47653.

Descripción

Título: Traffic solutions for greener and cleaner cities
Autor/es:
  • Pérez Prada, Fiamma
Director/es:
  • Monzón de Cáceres, Andrés
Tipo de Documento: Tesis (Doctoral)
Fecha: 2017
Materias:
Escuela: E.T.S.I. Caminos, Canales y Puertos (UPM)
Departamento: Ingeniería Civil: Transporte y Territorio
Licencias Creative Commons: Reconocimiento - Sin obra derivada - No comercial

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Resumen

Las ciudades de todo el mundo sufren graves problemas de calidad del aire siendo además principales causantes del cambio climático al consumir alrededor de dos tercios de la energía total del planeta y emitir un 70% de los gases de efecto invernadero (GEI). El tráfico rodado es una fuente importante de emisiones de GEI y la mayor fuente de emisiones de contaminantes atmosféricos en entornos urbanos. Las emisiones del transporte presentan diferentes impactos en el ámbito urbano debido a que los GEI y los contaminantes atmosféricos tienen diferentes alcances: las emisiones de GEI tienen un impacto global que contribuye al cambio climático, mientras que las emisiones de contaminantes atmosféricos tienen un impacto local que afecta directamente a la salud humana. Los responsables políticos tienen a su disposición diferentes medidas para hacer frente a los problemas de emisiones: implementar mecanismos que disminuyan tanto la duración del viaje como la necesidad de viajar, promover el cambio modal hacia sistemas de transporte público o modos de transporte no motorizados o mejorar la eficiencia de los viajes restantes mediante una mejor gestión de los sistemas transporte o un desarrollo más eficiente de vehículos y combustibles. Si bien los dos primeros tipos de estrategias pueden tener un impacto directo en la reducción tanto de la contaminación atmosférica como de los GEI en las zonas urbanas, el último, que incluye medidas como la gestión eficiente de la velocidad o las medidas de eco-tráfico, podría dar lugar a importantes problemas de contaminación atmosférica debido a la redistribución de los flujos de tráfico hacia zonas con alta densidad de población. En esta tesis se destaca la importancia de evaluar las políticas de reducción de emisiones de transporte teniendo en cuenta los diferentes impactos espaciales y temporales de las emisiones. En la tesis se evaluan los posibles beneficios y conflictos sobre cambio climático y de la contaminación atmosférica de dos medidas de gestión de velocidad (reducción de la velocidad y límites de velocidad variables), dos estrategias de gestión eco-eficiente del tráfico (en concreto eco-conducción y eco-enrutamiento) y la combinación de estas (en primer lugar eco-enrutamiento combinado primero con límites de velocidad variables y segundo lugar con eco-conducción) Se han aplicado tres tipos de herramientas metodológicas para simular, evaluar y representar en mapas los impactos de las medidas mencionadas sobre el tráfico, las emisiones y la exposición de la población a los contaminantes aéreos en el área Metropolitana de Madrid. Se simularon un total de 61 escenarios teniendo en cuenta diferentes períodos de tráfico y diferentes porcentajes de penetración de las medidas de gestión eco-eficiente del tráfico. Se han obtenido resultados para seis indicadores diferentes y hasta cuatro tipos de carreteras. Los resultados muestran que las estrategias de reducción de velocidad son eficientes para reducir las emisiones en la sección donde se implementa la medida. El aumento de la capacidad operativa de los límites de velocidad variables produce un aumento de las emisiones en autopistas urbanas de circunvalación, pero a una disminución en el centro de la ciudad y en toda la red, mostrando beneficios conjuntos sobre el cambio climático y la contaminación del aire. Por otra parte, la estrategia de ecoenrutamiento resultó ser positiva para la mitigación del cambio climático, pero ineficaz para reducir los contaminantes aéreos en áreas con alta densidad de población. Por último, los resultados de las medidas combinadas, muestran sinergias relacionadas con la reducción de emisiones y la operación del tráfico para tasas de penetración del eco-enrutamiento y de la eco-conducción inferiores al 50% en condiciones de tráfico de flujo libre. El presente estudio proporciona a los gestores de las ciudades herramientas y resultados útiles para lograr ciudades más verdes y más limpias a través la gestión del tráfico urbano. Cities world-wide suffer from serious air quality problems and are main contributors to climate change by consuming about two-thirds of the world´s overall energy and emitting an estimated 70% of the world´s Green House Gases (GHG). Road traffic is a major source of GHG emissions and the largest contributor to air pollutant emissions in urban environments. Transport emissions have a varying influence on the urban environment, as GHG and air pollutants have different spatial effects: GHG emissions have a global impact contributing to climate change while air pollutant emissions have a major local impact directly affecting human health. Policy makers can make use of different actions to face these emission problems: implement mechanisms that diminish both the trip length and the need to travel (avoid strategies), promote the modal shift towards public-transport systems or non-motorized transport modes (shift strategies) and enhance the efficiency of the remaining travel activity through a more effective management of transport systems and networks or the improvement of vehicle design and fuel efficiency (improve strategies). While avoid and shift strategies may have a direct impact in reducing both air pollution and GHGs in urban areas, improve strategies could led to important air pollution drawbacks due to e.g. the redistribution of the traffic activity to high-populated areas. This thesis stresses the importance of evaluating transport emission reduction strategies by taking into account the different spatial impacts of emissions. To do so, this thesis evaluates climate change and air pollution co-benefits and trade-offs of two speed management strategies (speed reduction and variable speed limits), two eco-traffic strategies (eco-driving and eco-routing) and the combination of these measures (eco-routing combined first with variable speed limits and second with eco-driving). Three types of methodological tools were applied to model, assess and map the impacts of the measures on traffic performance, traffic emissions and population exposure in Madrid Metropolitan area. A total of 61 scenarios were simulated for different traffic periods and different percentages of penetration of the eco-traffic measures. Results were obtained for six different indicators and up to four types of roads The results show that a speed reduction strategy is efficient to reduce emissions in the section where the measure was implemented. The increase of the operational capacity of the variable speed limit measure led to an increase of emissions in the urban highway where it was applied but a decrease in the city center and in the whole network, showing climate change and air pollution co-benefits. On the other hand, the eco-routing strategy turned out to be positive for climate change mitigation but ineffective to reduce air pollutants in high populated areas. Finally, from the application of the combined measures, perfect environmental and traffic performance synergies were found for eco-routing and eco-driving penetration rates lower than 50% under free-flow traffic conditions. The present study provides local policy makers and city managers with useful tools and insights to achieve greener and cleaner cities through selected traffic management policies.

Más información

ID de Registro: 47653
Identificador DC: http://oa.upm.es/47653/
Identificador OAI: oai:oa.upm.es:47653
Identificador DOI: 10.20868/UPM.thesis.47653
Depositado por: Biblioteca ETSI Caminos
Depositado el: 06 Sep 2017 06:43
Ultima Modificación: 05 Mar 2018 23:30
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