21 sept. 2012

¿A QUÉ VELOCIDAD DEBO CIRCULAR POR AUTOPISTA?

En las vías de al menos dos carriles en cada sentido tenemos la libertad de elegir la velocidad de circulación en un rango bastante amplio de velocidades. Como ya vimos en el post de la velocidad y confirmamos en el post sobre los desarrollos, la velocidad del mínimo consumo es muy baja. Sin embargo no tiene sentido circular en autopista o autovía a 70Km/h, aunque se reduzca el consumo, ya que los tiempos de viaje se eternizan.
NOTA: normalmente tampoco tiene sentido circular por debajo de 90Km/h desde un punto de vista de la seguridad, ya que los vehículos pesados nos adelantarán. Además, tenemos que tener en cuenta el trastorno que causamos al resto del tráfico.

Tampoco tiene mucho sentido circular a 180Km/h, y no sólo porque es ilegal y peligroso, también porque hay que tener bastante dinero para que te compense. Aunque obviamente siempre hay algún conductor que está dispuesto a pagar lo que haga falta por ir rápido. Pero para la mayoría de nosotros existirá una velocidad intermedia que será la mejor para nuestras condiciones de contorno.

La velocidad a la que circulas depende de una serie de factores difíciles de cuantificar:
  • La carretera (tanto estado del firme como las curvas).
  • El tráfico.
  • Los límites legales, y las consecuencias si sobrepasas esos límites.
  • Las condiciones meteorológicas (viento, lluvia, luz…)
  • El estado del conductor. (Cansado, despejado, de tertulia con el copiloto…)
  • El coche en el que circulas.
  • El ruido y las vibraciones.
  • ...
Y de cualquier otro factor que se os ocurra, siendo para mí la seguridad el principal límite a la velocidad que circulo. Por ejemplo en mi caso en España mi velocidad de crucero es el límite de multa. Excepcionalmente puedo ir algo más rápido, por ejemplo en viajes de empresa por Alemania, en los que el combustible lo paga la empresa, circulo a 140Km/h de crucero. Legalmente podría circular mucho más rápido, pero no me compensa, apenas ahorro tiempo y es más incómodo; y sobretodo más inseguro, especialmente con un coche pequeño de alquiler.

Lo que os voy a explicar es como valorar económicamente si te compensa ir más rápido o más despacio. Luego que cada uno tenga además en cuenta los otros criterios mencionados para tomar una decisión.

Paso 1:
Datos de partida:
  • Velocidad a la que circulo en estos momentos. Por ejemplo 120Km/h.

  • Cuanto estoy dispuesto a pagar por ahorrarme una hora de coche, y cuanto estoy dispuesto a ahorrarme por tardar una hora más. Por ejemplo 10€/h

  • Cuánto cuesta 1 litro de combustible. Por ejemplo 1,38 euros.

  • Cuanto consume mi coche a cada velocidad. Por ejemplo para mi coche estimo los siguientes consumos (velocidad real, medida con GPS)

Km/h l/100Km
80 4,0
90 4,6
100 5
110 5,5
120 6,1
130 6,8
140 7,7
NOTA 1: estos consumos son más o menos los que obtengo circulando por carreteras españolas, con su tráfico y sus pendientes. Es un valor medio válido para condiciones benignas veraniegas. Varía con la época del año, la carretera, el tráfico, el viento etc.

NOTA 2: no tiene sentido circular a menos de 80Km/h, porque aunque proporcionalmente se puede ahorrar mucho combustible (por ejemplo aproximadamente un 15%), en absoluto no es mucho (del entorno de 0,5l/100Km), y en cambio la duración del viaje se eternizan.


Paso 2: En la práctica cuando se circula muy rápido tenemos dos problemas:
  • La velocidad media es menor que la velocidad de crucero por los siguientes efectos:
    • Las curvas. (Obviamente sólo en autopistas con curvas cerradas).
    • Las pendientes. (Obviamente sólo en autopistas con pendientes elevadas).
    • El tráfico.
    • Tramos limitados a menor velocidad.

  • El tiempo de repostar empieza a notarse, ya que el depósito se acaba rápido.
El efecto de repostar es significativo con un depósito pequeño y el consumo muy elevado (velocidades muy altas). Por ejemplo con un depósito de 35litros, y un consumo de 10 litros, cada 3 horas hay que parar a repostar. Si tardas de media 7 minutos en repostar resulta que el 4% del tiempo lo pierdes para llenar el depósito. Para el caso de mi coche circulando hasta 140Km/h este efecto lo voy a despreciar.

Sí que voy a tener en cuenta la pérdida de velocidad media:

Km/h crucero Km/h reales
80 81
90 90
100 100
110 110
120 119
130 128
140 137
NOTA: cuando se circula despacio el coche se acelera en una cuesta abajo incluso sin pisar el acelerador. Cuando bajo algunas cuestas es normal que "lance" el coche por ejemplo a 120Km/h para reducir el consumo. Esto hace que aunque haya algo de tráfico y tramos limitados a 100Km/h a velocidades bajas (por ejemplo 110Km/h) consiga de media la velocidad de crucero. En el caso hipotético de 80Km/h he considerado que se gana 1Km/h.

Paso 3
Calcular el coste de ir más rápido y la ganancia de ir más despacio. Os lo muestro en una tabla con todos los pasos para que no haya confusión en los cálculos:

Velocidad
crucero
(Km/h)
Consumo
(l/100Km)
rend. Velocidad
real
(Km/h)
Tiempo
Recorrer
100Km (h)
Diferencia
de tiempo (h)
Diferencia
consumo
(l/100Km)
Diferencia
consumo
(euros/100Km)
Perdida/
ganancia
(euros/hora)
80 4 31% 81 1,23 0,39 -2,1 -2,90 7,4
90 4,6 32% 90 1,11 0,27 -1,5 -2,07 7,6
100 5 33% 100 1,00 0,16 -1,1 -1,52 9,5
103 5,15 33% 103 0,97 0,13 -0,95 -1,31 10,0
110 5,5 35% 110 0,91 0,07 -0,6 -0,83 12,0
120 6,1 36% 119 0,84 0,00 0 0,00 N/A
130 6,8 36% 128 0,78 -0,06 0,7 0,97 16,3
140 7,7 36% 137 0,73 -0,11 1,6 2,21 20,0
NOTA: he calculado el rendimiento global del conjunto motor transmisión para chequear que los consumos supuestos son razonables. El rendimiento que muestro es la relación entre la energía del combustible y la resistencia circulando en llano.

El ahorro/coste de cambiar la velocidad se puede representar en una gráfica:


En rojo se representa cuanto hay que pagar en combustible para llegar una hora antes, en verde se representa cuanto nos ahorramos en combustible por tardar una hora más.

Veamos qué conclusiones se pueden sacar:

Los extremos no funcionan. Cuando se circula muy despacio los tiempos para hacer un viaje se eternizan. Por ejemplo a 80Km/h el consumo es muy bajo, y la velocidad media incluso es superior a la velocidad de crucero, pero el ahorro por hora de retraso es ligeramente peor que circulando a 90Km/h.

Lo mismo ocurre si se circula muy rápido. Por ejemplo si circulo a tope: en el caso de mi coche puede ser 170Km/h (hay que dejar un margen para poder acelerar, subir pendientes y cuidar mínimamente el motor). A esa velocidad (nunca lo he probado) cabe esperar que el rendimiento del motor empeore un poco, ya que el régimen es elevado (3260rpm) y se usa con más frecuencia el freno. Un consumo razonable pueden ser 12l/100Km, además la velocidad media se alejará de la velocidad de crucero (por ejemplo 160Km/h). Con estos supuestos cada hora que se ahorra respecto a circular a 120Km/h cuesta casi 40 euros de combustible. Incluso circulando en Alemania, en un tramo sin límite de velocidad, hay que tener bastante dinero para que te compense ir tan rápido con mi coche.

Para unas velocidades intermedias (por ejemplo entre 100 y 110Km/h) es donde se pueden conseguir ahorros más interesantes. Por ejemplo en el supuesto planteado me interesa circular a 103Km/h, ya que a menor velocidad el ahorro es menor del deseado. Ya tenemos la nueva velocidad óptima. Si por ejemplo circulo al año 15.000km por autopista, el ahorro obtenido es de unos 200 euros, es decir dos depósitos, y a cambio tendría que estar unas 20 horas más en el coche.

Si en cambio en los datos de partida hubiera estado dispuesto a pagar 20 euros por llegar una hora antes entonces la nueva velocidad óptima sería 140Km/h.

Paso 4
Lo normal es que sólo tengas controlado el consumo de tu coche a la velocidad que sueles circular. Si ese es tu caso el consumo a la velocidad óptima será supuesto.

El último paso es calcular el consumo real circulando a la supuesta velocidad óptima. Si el consumo se aleja del consumo previsto, hay que volver a hacer números. Tal vez te compense circular 5Km/h por encima o por debajo.

ATENCIÓN: una diferencia de 0,2l/100Km cambia los números. Es importante realizar este último paso.

La gráfica que os he mostrado varía enormemente con la velocidad de referencia. Por ejemplo si la velocidad de referencia es 90Km/h esta es la curva que se obtiene:


Esto tiene sentido, porque a 90Km/h se tarda mucho en llegar. Por ejemplo si circulas a 100Km/h sólo hay que pagar una cantidad modesta (5 euros) para llegar una hora antes.

Finalmente la curva también varía mucho con el coche y con el precio del combustible. Cada uno tiene que hacer sus números.

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