Diseñan herramienta para proyectar el transporte masivo en Bogotá

El proyecto de investigación del ingeniero químico John Hoover Cortés Gallo, magíster en Ingeniería Industrial de la UNAL, surgió de la necesidad de explorar soluciones sostenibles para la movilidad urbana en Bogotá, una ciudad con 8 millones de habitantes que afronta graves problemas de congestión y contaminación; tanto, que en lo que va corrido del año la Secretaría de Ambiente ya ha emitido 4 alertas por la mala calidad del aire en la capital.

Desde el grupo de investigación Electrical Machines y Drives (EMD), el investigador Cortés comenzó explorando los reportes de pruebas de vehículos eléctricos en TransMilenio y esto lo llevó a plantearse la pregunta inicial de la investigación: ¿cuál sería un modelo adecuado para introducir vehículos eléctricos en el transporte masivo de Bogotá, específicamente en el componente troncal de dicho sistema?

El sistema de autobuses de tránsito rápido (BRT) utilizado en el estudio se caracteriza por disponer de carriles exclusivos por donde circula una flota de alta capacidad, con estaciones para pagar los pasajes y acceder a los buses. 

Al respecto, cabe destacar que el número de pasajeros transportados hoy en días hábiles se estima en 2,07 millones personas en promedio. Específicamente los biarticulados capitalinos miden 27 m de largo y tienen una capacidad para 250 pasajeros.

Según explica el investigador, “el BRT de Bogotá es uno de los más importantes entre los 187 ya implementados en el mundo”, también tiene datos reales de su operación, recogidos durante 20 años, que permiten abordar y cuantificar su modelación. De ahí su interés por comprender, a través del proceso de modelación, cómo se comportarían en un horizonte de varias décadas los diferentes actores al introducir una nueva tecnología, como sería electrificar los autobuses. 

¿Cómo lo hizo?

La metodología adaptada del pensamiento sistémico y aplicada en esta investigación permite modelar a lo largo del tiempo ambientes complejos con múltiples actores, variables interconectadas, retroalimentación, incertidumbre y retrasos en el flujo de materiales e información.

El trabajo inició identificando 6 actores principales: (i) los usuarios con su rol de beneficiarios foco de la operación del sistema, (ii) las Secretarías de Movilidad y Ambiente, (iii) los operadores, empresas propietarias de los buses, prestadoras directas del servicio y los proveedores de buses, tanto constructores como comercializadores de buses, (iv) TransMilenio SA, (v) el Ministerio de Transporte, y (vi) la Alcaldía Mayor de Bogotá.

Estos actores se conectaron en 7 nodos resumidos en el “Diagrama Causal de Sistema”, que es la base para abordar su modelamiento. El software utilizado para este paso fue Vensim.

Según explica el investigador, “las simulaciones realizadas permitieron explorar diversos escenarios a mediano y largo plazo, los cuales permiten visibilizar comportamientos bastante interesantes para los próximos 20 años, pues las troncales están dando un gran salto en su extensión para conectar el Metro y los trenes regionales, al pasar de los 114 km actuales a cerca de 170 km en los próximos 6 años. Se espera que la longitud total operativa llegue más adelante a 220 km”.

El modelo también estimó el efecto en el tamaño de la flota y sus impactos por un probable decrecimiento de la cantidad de usuarios en los próximos años, relacionado con el estancamiento, e incluso la disminución proyectada de la población de la ciudad. 

El modelo también contempla otros factores como la calidad del servicio, la satisfacción de los usuarios y el impacto ambiental de diferentes tipos de vehículos, proponiendo y cuantificando sus interconexiones. “Podemos evaluar cómo la introducción de vehículos eléctricos afectaría la huella de carbono del sistema, por ejemplo”, señaló.

Los resultados de las simulaciones muestran que introducir nuevas tecnologías vehiculares puede tener un impacto positivo y significativo en el BRT de Bogotá. Por ejemplo, los buses eléctricos pueden reducir las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) y mejorar la calidad del aire. A la par, estos efectos benéficos pueden estimular el crecimiento de su uso, lo que además redundaría en la creación de empleos formales y en la disminución de accidentalidad.

Actualmente el equipo de investigación trabaja en la calibración del modelo con datos actualizados del censo de Bogotá para 2023, realizado por el Departamento Administrativo Nacional de Estadística (DANE). 

Además están explorando la transformación de las decisiones operativas en decisiones financieras, evaluando el impacto en las inversiones de capital a largo plazo (CAPEX) y los gastos operativos (OPEX) de la expansión de la flota vehicular de TransMilenio.