Abstract
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.
