Comunicación presentada al III Congreso Ciudades Inteligentes:
Autores
- César Asensio Rivera, Investigador, Grupo de Investigación en Instrumentación y Acústica Aplicada, Universidad Politécnica de Madrid
- Ignacio Pavón García, Profesor, Grupo de Investigación en Instrumentación y Acústica Aplicada, Universidad Politécnica de Madrid
Resumen
El proyecto DRUIDA persigue implementar un sistema para identificar la responsabilidad individual que tiene cada vehículo individualmente sobre la contaminación acústica de la ciudad. Dicha discriminación se realizará en función del número de personas que se ven afectadas por el ruido que hace el vehículo al circular, y será diferente en función del tipo de vehículo, de su estado de mantenimiento, la velocidad de circulación, o los hábitos del conductor, atendiendo además a la duración y trazado de los trayectos, con lo que penalizará la circulación por las zonas más pobladas, o más sensibles al ruido. DRUIDA permitirá implementar nuevos modelos de gestión participativa del ruido en las ciudades inteligentes, fomentando conductas proambientales y desincentivando el uso del vehículo privado en función de la molestia que produce el ruido emitido.
Palabras clave
Ruido, Participación, Ciudadanía, Molestia
Introducción
Ruido del tráfico rodado: población expuesta, efectos sobre la salud y costes asociados
Las últimas estimaciones de la UE y de la OMS realizadas en 2016 indican que el ruido generado por el tráfico rodado provoca 100.000 casos de muertes prematuras anuales en Europa y tiene asociada una carga anual de morbilidad atribuible al ruido ambiental de 1,6 millones de años de vida saludable perdidos (Disability-adjusted life-years – DALYs) en las zonas urbanas de Europa Occidental [European Environment Agency, 2016], correspondiendo 903.000 de los DALYs a problemas de trastornos del sueño, 654.000 DALYs asociados a la molestia, 61.000 DALYs a enfermedades coronarias y 45.000 DALYs a deterioro cognitivo de la población infantil. De hecho, la OMS reconoce el ruido como la segunda causa de enfermedad en la UE por exposición a agentes contaminantes, sólo por detrás de las partículas en suspensión generadas por vehículos automóviles. Los costes sociales estimados del ruido ambiental en toda la UE ascienden a 40.000 millones de € anuales, de los cuales el 90% está relacionado con el tráfico rodado (turismos y vehículos pesados), lo que representa alrededor de un 0,4% del PIB total de la UE. De acuerdo con el Libro Blanco sobre el transporte de la Comisión de 2011, los costes externos relacionados con el ruido de transporte se incrementarían hasta aproximadamente 20.000 millones de € anuales en el año 2050 en el caso de que no se tomen medidas al respecto.
La UE reconoce que son necesarios más esfuerzos para reducir la contaminación acústica en Europa, y de hecho está abordando un profundo proceso de evaluación y revisión de ésta, con el objetivo de mejorar su efectividad. Ya en el año 2015 se modificó el anexo II de la Directiva 2002/49/CE publicándose el método de cálculo para la evaluación del ruido ambiental denominado CNOSSOS-EU [Juraga, I; et. al., 2015]. Así mismo, tras la última actualización de la OMS relativa a los efectos que el ruido produce sobre la salud, está siendo redactado el anexo III de la Directiva, donde se describirán los métodos para el cálculo de la carga de enfermedad causada por la exposición a diferentes niveles de ruido ambiental. Los métodos de cálculo incluirán relaciones dosis-efecto para enfermedades cardiovasculares, molestias y trastornos del sueño, entre otros. La cuantificación de la carga de enfermedad relacionada con el ruido ambiental plantea un problema emergente para los responsables políticos que todavía no ha sido suficientemente tratado, cuya estimación de costes no está completamente realizada y que será necesario afrontar con enfoques y soluciones multidisciplinares.
Experiencias en la internalización de costes del ruido ambiental y aplicación de cuotas en la UE
En 2011, la Directiva 2011/76/UE conocida como “Directiva Euroviñeta” [Comisión Europea, 2011] estableció la forma en la que los Estados miembros de la UE podrían integrar e internalizar los costes sanitarios de la contaminación ambiental mediante cualquier tipo de estructura impositiva en ejes viarios y autopistas. Los ingresos de esos gravámenes deberían invertirse en transporte sostenible, quedando la decisión de la adopción de gravámenes sobre el transporte en manos de cada uno de los estados miembros. Se previó que las tasas a repercutir a los vehículos pesados pudieran variar en función del tipo de carretera, el tipo de vehículo y, en el caso del ruido, de los períodos de circulación (día, noche), estableciendo unos modelos para el cálculo de costes. La finalidad de la directiva es la de establecer tasas por contaminación acústica diferenciadas para recompensar a los vehículos más silenciosos [Moliner E, et. al., 2013].
Existen otras experiencias en la UE en las que progresivamente se está introduciendo la aplicación de tasas por contaminación acústica provocada por el transporte, como es el caso del Reglamento de ejecución (UE) 2015/429. Este reglamento, es un buen ejemplo de ejecución de políticas de internalización de costes externos del transporte donde el coste de la contaminación acústica se discrimina en función de las características del emisor, de la población expuesta a diferentes tramos de niveles, de la sensibilidad acústica de la zona afectada, de la población afectada y de la composición del tren, repercutiendo finalmente cánones por uso de la infraestructura ferroviaria modulados en función del ruido [Unión Europea, 2015].
Otro ejemplo de aplicación de tasas por contaminación acústica es el aplicado en ciertos aeropuertos, donde se establecen tasas de ruido y cuyo objeto es desincentivar el uso de las aeronaves más ruidosas mediante la aplicación de penalizaciones sobre el importe a pagar por aterrizaje a aquellas aeronaves que superen los límites de certificación acústica establecidos.
En la actualidad únicamente se aplican tasas impositivas para internalizar los costes por contaminación acústica al ferrocarril, a las aeronaves y al transporte pesado por carretera, aplicándose a éste último de forma muy limitada y contenida, y únicamente en algunos países de la UE. En general, la distribución de los costes se realiza de forma muy grosera, sin discriminar el tiempo de uso de la infraestructura, ni la zona por la que se transita de forma detallada, no se tiene en cuenta la población expuesta, ni tampoco la especificidad de las emisiones acústicas en función de la velocidad de circulación, forma de conducción, categoría del vehículo, etc. Por lo tanto, parece necesario avanzar hacia una distribución más equitativa y diferenciada, tanto en la identificación de los costes por emisión de ruido, como en la responsabilidad de la aportación de los niveles de inmisión y su correspondencia con los DALYs producidos por cada vehículo individualmente.
Un nuevo enfoque: DRUIDA
Actualmente, el control del ruido de tráfico en los entornos urbanos europeos se centra en: a) Inspección acústica de vehículos; b) pavimentos fonoabsorbentes; c) barreras acústicas; d) aislamiento acústico de fachadas; e) fachadas vegetales absorbentes; f) planificación urbanística; y, g) restricción de tráfico. Algunas de las ciudades más pobladas cuentan con redes de monitorización de ruido para diagnosticar el problema e informar a la población.
El modelo de la mayoría de las redes de monitorizado de ruido ambiental actualmente en explotación, basado en la obtención de niveles sonoros, su almacenamiento en BBDD y su posterior procesado con la única finalidad de realizar diagnósticos de la situación acústica, debe complementarse con nuevas funcionalidades, más allá de la simple diagnosis. Es imprescindible disponer de redes que permitan, no sólo diagnosticar, sino también tomar decisiones en muy corto plazo de tiempo (idealmente en tiempo real o cuasi real), con objeto de reducir el nivel de contaminación acústica en las ciudades.
La presente propuesta (Proyecto DRUIDA) pretende iniciar un recorrido hacia la implantación de futuras políticas basadas en la gestión participativa del ruido, que permita reducir las emisiones en determinados sectores del territorio declarados como Low (Noise) Emission Zones (LNEZ), empleando dos estrategias de largo plazo: a) una distribución diferenciada de los costes del ruido entre los vehículos que los originan, para conseguir a futuro: b) un incremento de la conducta proambiental sobre este contaminante. Se trata de un enfoque complementario y no excluyente a los enfoques tradicionales, con el objetivo puesto en avanzar hacia la sostenibilidad del transporte, repercutiendo los costes asociados al ruido de cada vehículo en función de su aportación individual.
DRUIDA pretende restringir, disuadir o desincentivar el acceso de vehículos a determinadas áreas acústicamente saturadas donde se superan los objetivos de calidad acústica. Para ello, resulta necesario establecer mecanismos equitativos que permitan desagregar la aportación a la contaminación acústica por parte de cada vehículo de forma independiente y diferenciada, discriminando entre tipologías de vehículos, tiempo de permanencia en la zona, recorrido, tipo de conducción y población afectada, y para ello es indispensable el uso de las TIC, soluciones IoT, minería de datos, big data e inteligencia artificial.
Este proyecto tiene como objetivo general la obtención de modelos que permitan desagregar la aportación de un vehículo concreto sobre la contaminación acústica global existente en la ciudad. A diferencia de los enfoques previos, DRUIDA determinará dicha contribución a partir de los efectos que el ruido produce sobre la salud, y no únicamente en función del ruido emitido, buscando una asignación equitativa y diferenciada de la responsabilidad individual de cada vehículo en la contaminación acústica.
Hipótesis y objetivos
DRUIDA se soporta sobre la hipótesis principal de que repercutir sobre los usuarios los costes asociados al ruido de tráfico que sus propios vehículos generan logrará desincentivar el uso de vehículos privados y modificar el comportamiento de los conductores más ruidosos [Ibarra, D, et. al., 2012], provocando una reducción de la contaminación acústica en determinadas zonas que requieran protección acústica. Para lograrlo, DRUIDA propondrá herramientas facilitadoras para la implantación de modelos participativos de gestión del tráfico, que permitan corresponsabilizar al conductor respecto a las emisiones contaminantes, en busca de una movilidad sostenible en las ciudades.
El proyecto tiene dos objetivos principales: a) la obtención de modelos que permitan desagregar la aportación de un vehículo concreto sobre la contaminación acústica global existente en el entorno urbano; b) la ejecución de un proyectos piloto que ejecute la implementación física de los modelos, mediante herramientas que los conductores puedan emplear para conocer el efecto que su conducción produce sobre otras personas, así como modificar su comportamiento o sus rutas con el objetivo de reducir dichos efectos.
De esta manera, se incide de forma directa en la protección de las personas, ya que las emisiones acústicas de cada vehículo no se valorarán directamente en función de los decibelios emitidos, sino en función de los efectos que producen dichos decibelios sobre las personas. Los modelos determinarán la contribución de un vehículo en función de los siguientes aspectos:
- Población afectada por el ruido emitido por el vehículo a lo largo de su recorrido.
- Distancia recorrida y duración del trayecto.
- Rebasamiento de los objetivos de calidad acústica definidos en cada área y en cada tramo horario (día, tarde y noche).
- Emisión acústica, que depende del tipo de vehículo, la velocidad de circulación, aceleración, el estado de mantenimiento del vehículo, el tipo de superficie de rodadura, y el tipo de conducción.
Según la hipótesis planteada, la monetización de estos modelos, y la información al usuario mientras utiliza el vehículo, permitirán a los conductores definir y ajustar sus rutas con criterios económico-ambientales. Los resultados de este proyecto servirán de punto de partida para la implementación de futuras políticas de gestión participativa del tráfico, mediante las que los usuarios decidirán sus propias rutas y horarios, añadiendo a la toma de decisiones factores económicos (desde el punto de vista del usuario), o medioambientales (desde el punto de vista de la ciudad).
De esta manera, la continuación del proyecto abordará de forma directa la investigación en mecanismos de democratización del ruido ambiental y el reparto equitativo y diferenciado de los costes, con un enfoque multidisciplinar orientado a la aplicación de conceptos como “polluter-pays” aplicado en la directiva Euroviñeta, “pay to use” aplicado en varias ciudades europeas con LEZ implementadas (aplicando peajes de acceso o tasas por congestión), o “pay-as-you-drive” concepto que cada vez está tomando mayor relevancia en el sector de los seguros de automóviles. Estos conceptos, hasta el momento, no se están aplicado a la gestión del ruido de tráfico en las ciudades.
La Figura 2 describe la hoja de ruta propuesta por el equipo investigador. El proyecto DRUIDA pretende implementar un demostrador capaz de validar los métodos de cuantificación de la cuota generada por cada vehículo, y avanzar, junto con las administraciones locales, en un camino que permita obtener el máximo beneficio del nuevo enfoque. DRUIDA pone el foco de atención de forma primordial en la definición de los modelos de disgregación de las aportaciones individuales basados en DALY, dejando para futuras investigaciones aspectos como la mejora y optimización de los modelos de emisión y propagación (línea amarilla), el despliegue de redes de sensores, la precisión y exactitud de los mapas sonoros dinámicos (línea verde), o los mecanismos de implementación (parte derecha de la figura). El demostrador de DRUIDA se centrará en la validación del concepto explicado, dejando para futuras fases la mejora de precisión y exactitud de los resultados, partiendo de la base de que cualquier modelo que se pueda implementar, mejorará la situación actual, en el que únicamente el tipo de vehículo es tenido en consideración.
Metodología
En la Figura 2 se muestra, de forma resumida, la metodología de funcionamiento de DRUIDA. En primer lugar, es necesario caracterizar las emisiones acústicas de un vehículo individual. Para ello, se tomarán como partida los modelos de simulación de tráfico agregado, y se customizarán sus resultados para determinar la energía acústica que emite el vehículo cuando circula [Bravo, T, et. al., 2013]. Para ello se tendrán en cuenta las características del vehículo y del asfalto, en cada tramo recorrido: tipo de vehículo, tipo de neumático, tipo de asfalto, velocidad y aceleración, así como el régimen del motor. Algunos de estos datos son características de fábrica, y el resto se adquieren fácilmente mediante un GPS [Asensio, C, et. al., 2009] y una conexión Bluetooth al sistema de diagnóstico a borde del vehículo (OBD), por lo que son datos que pueden adquirirse mediante un Smartphone.
Una vez conocido el nivel de potencia acústica emitido por el vehículo (Lw), debe tenerse en consideración el modelo de propagación del sonido. Dicho modelo permitirá describir la atenuación de sonido durante su recorrido hasta los receptores. La combinación del modelo de emisión y el de propagación nos permiten determinar el nivel de presión sonora al que se ven sometidos los ciudadanos (Lp, medido en decibelios), tanto en sus viviendas como en el exterior.
El seguimiento GPS del vehículo permitirá determinar qué cantidad de ruido está emitiendo el vehículo, en qué zonas y por cuanto tiempo. También podremos conocer el número de personas afectadas por dicho nivel sonoro, y determinar la molestia que el ruido genera. A partir de dichos datos, el modelo de disgregación pemitirá determinar los efectos totales que provoca la totalidad de la contaminación acústica (partiendo de mapas de ruido, y redes de sensores), y cuantificar la aportación de un vehículo individual.
Por lo tanto, tanto el conductor, como la administración local, estarán en disposición de conocer la cuota de ruido que producen un vehículo, o un conductor determinado. Esta información será de utilidad con fines informativos, o para la implementación de herramientas de reparto costes.
De esta forma, un piloto podrá estar informado de su aportación al ruido de una zona, y tendrá a su alcance (p.ej. mediante un App), la información referente a las rutas en las que el ruido que provoca resultará menos dañino (Figura 3). El Ayuntamiento dispondrá de información actualizada con la que poder gestionar el ruido en tiempo real, o actualizar la información de entrada a los mapas de ruido [Terje, T, et. al., 2014]. Y los residentes de una zona tendrán información dinámica y actualizada sobre la contaminación existente en su barrio.
Referencias
- Asensio, C, et. al., 2009, GPS-Based speed collection method for road traffic noise. Transportation Research Part D: Transport and Environment.
- Bravo, T, et. al., 2013, Far-field extrapolation of Maximum Noise Levels produced by individual vehicles. Applied Acoustics.
- Comisión Europea, 2002, Directiva 2002/49/CE sobre evaluación y gestión del ruido ambiental.
- Comisión Europea, 2011, Directiva 2011/76/UE por la que se modifica la Directiva 1999/62/CE, relativa a la aplicación de gravámenes a los vehículos pesados de transporte de mercancías por la utilización de determinadas infraestructuras.
- European Environment Agency, 2016, European briefings. Noise 21. Mar 2016.
- Ibarra, D, et. al., 2012, Relating the near field noise of passenger cars with the driving behavior. Noise Control Eng. J.
- Juraga, I; et. al., 2015, The Environmental Noise Directive at a turning point. Euronoise 2015.
- Moliner E, et. al., 2013, A fair method for the calculation of the external costs of road traffic noise according to the Eurovignette Directive. Transportation Research D: Transport and Environment.
- Terje, T, et. al., 2014, M.Can low emission zones be managed more dynamically and effectively? Research in Transportation Business & Management.
- Unión Europea, 2015, Reglamento de ejecución 2015/429 por el que se establecen las modalidades que hay que seguir para la aplicación de la tarifación del coste de los efectos sonoros.