Este documento describe los diferentes tipos de semáforos y los criterios para su instalación en Cartagena. Explica que existen semáforos de tiempo fijo, accionados por el tráfico o con control centralizado. También detalla los requisitos mínimos de volumen vehicular y peatonal para justificar la instalación de un semáforo en una intersección. Finalmente, cubre conceptos como flujo de saturación, tiempo perdido por ciclo y asignación de tiempos verdes.

1. Los semáforos en Cartagena
Francisco José García Mª Dolores 2º Bach Investigación

2. Los semáforos en Cartagena

3. Diferentes semáforos

4. Selección del tipo de
Mecanismo de Control

5. Número de Carriles en
cada Acceso
Vehículo por
hora en vía
ppal.1
(Total de
ambos acceso)
Vehículos por hora
en el acceso de
mayor volumen de
la vía menor.1
(en una sola
dirección)
Vía
Principal
Vía
Secundaria
1 1 500 150
2 ó más 1 600 150
2 ó más 2 ó más 600 200
1 2 ó más 500 200
Cuadro 10.2 Volumen Mínimo de Vehículos, Requisito 1
1. Volumen Mínimo de Vehículos: Se usa cuando el volumen del tránsito
que intercepta es razón principal para considerar la instalación de un
semáforo.

6. 2. Interrupción del Flujo Continuo del Tránsito: Se usa cuando
el tránsito en la vía secundaria sufre demoras excesivas o altos
riesgos al cruzar la vía principal.
Cuadro 10.3 Volumen Mínimo de Vehículos, Requisito 2
Número de Carriles en
cada Acceso Vehículo por hora en vía
ppal.1
(Total de ambos acceso)
Vehículos por hora en el
acceso de mayor
volumen de la vía
menor.1
(en una sola dirección)
Vía Principal
Vía
Secundaria
1 1 750 75
2 ó más 1 900 75
2 ó más 2 ó más 900 100
1 2 ó más 750 100

7. 3. Volumen Mínimo de Peatones: Se usa cuando existe un
número significativo de peatones que desean cruzar una calle y el
volumen de vehículos de la calle es tal que les impide cruzar la
calle sin demoras excesivas o con altos riesgos.
Vehículos por hora en
vía principal
Peatones por hora
cruzando la vía principal
Sin Isla Central
Con Isla Central ≥
1m
600
1000
150
150
Cuadro 10.4.
Volumen Mínimo de Peatones, Requisito 3

8. 4. Experiencia de Accidentes: Es usada para justificar la instalación de un
semáforo cuando en un periodo de 12 meses han ocurrido más de cinco (5)
accidentes que puedan ser corregidos con la instalación de un semáforo.
5. Cruces Escolares: Se instala un semáforo cuando en un estudio de la
frecuencia de brechas adecuadas en el flujo de vehículos, relacionadas con el
número y tamaño de los grupos de niños cruzando las calles, es menor al
número de minutos que dura el estudio
6. Progresión: Se justifica la instalación de un semáforo cuando es necesario
mantener las agrupaciones y velocidades de vehículos apropiadas para obtener
flujo continuo de vehículos en una calle. Idealmente, no se deben instalar
semáforos a menos de 300 mts entre uno y otro.
7. Sistemas: Se justifica la instalación de un semáforo cuando la intersección
común de dos rutas principales tienen un volumen existente de 800 vehículos
por hora durante las horas pico de cualquier día típico de la semana o en cada
una de cinco horas en un sábado o domingo.

9. Tipos de semáforo
1. Semáforos de Tiempos Fijos.
2. Semáforos Accionados por el Tráfico.
3. Semáforos con Control Centralizado
mediante un puesto de control.

10. 1. Semáforos de tiempo fijo
Se utilizan en intersecciones donde el flujo
de tránsito no presentan variaciones
importantes en el tiempo, y que no
ocasionen demoras o congestionamientos
excesivos.
Por su sencillez este tipo de semáforos ha sido hasta
ahora el mas utilizado en nuestras zonas urbanas,
especialmente cuando se emplean varios semáforos
próximos entre si.

11. 2. Semáforos accionados por el tráfico
Estos semáforos reciben información del número de
vehículos que llegan por los accesos a través de
detectores que se instalan en dichos accesos.
Teniendo en cuenta las intensidades de tráfico el
regulador del semáforo decide si debe o no cambiar la
fase.
Existen limitaciones de duración máxima y mínima de
cada fase para evitar largas esperas, estas duraciones
se adaptan automáticamente a las variaciones del tráfico
a través del regulador. Los semáforos accionados por el
tráfico son ideales para intersecciones en carreteras.

12. 3. Semáforos con control centralizado
Este tipo de semáforos reciben órdenes de un ordenador central,
que es el encargado de controlar todos los semáforos de una zona.
Este ordenador recibe información del tráfico por medio de
detectores colocados en lugares estratégicos y decide lo que
conviene realizar en cada momento.
Estos semáforos son utilizados en grandes zonas urbanas.

13. CÁLCULO DE LOS TIEMPOS DEL SEMÁFORO
TÉRMINOS BÁSICOS
•Indicación de señal.
•Ciclo o Longitud de ciclo.
•Movimiento.

14. TÉRMINOS BÁSICOS
Intervalo.
Fase.
Secuencia de fases.
Reparto.
Intervalo de cambio o despeje.
Intervalo todo rojo.
Intervalo de cambio de fase

15. Movimientos
Calle "B"
Avenida "A"

16. Intervalo de cambio = Amarillo + Todo Rojo
Tiempo necesario para recorrer la distancia de parada.
Tiempo necesario para cruzar la intersección.
Donde:
y = Intervalo de cambio de fase, amarillo mas todo rojo (s)
t = Tiempo de percepción-reacción del conductor (usualmente 1 s.)
v = Velocidad de aproximación de los vehículos (m/s)
a = Tasa de deceleración (Valor usual 3,05 m/s2)
W = Ancho de la intersección (m)
L = longitud del vehículo (valor sugerido 6.10 m)
La velocidad de aproximación ”v”, se refiere a la velocidad límite
prevaleciente o al percentil 85 de la velocidad P85.





 









v
L
W
2a
v
t
y








2a
v
t






 
v
L
W
Cálculo del intervalo de cambio de fase

17. Intervalo de cambio de fase
Despeje
L
W
en el intervalo Amarillo
Distancia Recorrida
Aparece
total
el Amarillo

18. F. V. Webster, demostró que la demora mínima de todos los
vehículos en una intersección con semáforo, se puede obtener para
una longitud de ciclo óptimo de:
Donde:
Co = Tiempo óptimo de ciclo (s)
L = Tiempo total perdido por ciclo (s)
βi = Máximo valor de la relación entre el flujo actual y el flujo de
saturación para el acceso o movimiento o carril crítico de la fase i.
este valor depende del flujo vehicular en cada acceso i.
φ = Número de fases del semáforo.
Los valores aceptables para la longitud de ciclo esta entre el 75% y
el 150% del ciclo óptimo y las demoras no serán mayores en más
del 10% al 20% de la demora mínima.




 
1
i
i
o
β
1
5
1,5L
C
LONGITUD DEL CICLO DE SEMÁFOROS

19. VEHÍCULOS EQUIVALENTES
La existencia de vehículos pesados y movimientos hacia la izquierda
y hacia la derecha hace necesario introducir factores de ajustes,
convirtiendo estos vehículos y estos movimientos en vehículos
equivalentes, para tener un parámetro de medición igual.
El tipo de vehículo ya sea ligero, pesado o comercial más la dirección
de su movimiento ya sea de frente, hacia la izquierda o hacia la
derecha hicieron necesario el uso de factores de equivalencia.
     
1
E
P
1
E
P
1
E
P
100
100
f
R
R
B
B
C
C
vp







Donde:
fvp = Factor de ajuste por efecto de vehículos pesados
PC = Porcentaje de camiones
PB = Porcentaje de autobuses
PR = Porcentaje de vehículos recreativos
EC = Automóviles equivalentes a un camión
EB = Automóviles equivalentes a un autobús
ER = Automóviles equivalentes a un vehículo recreativo

20. Donde:
qADE = Flujos de automóviles directos equivalentes
Ev =Automóviles directos equivalentes (ver tabla)
VHMD = Volumen horario de máxima demanda
FHMD = Factor de hora de máxima demanda
fvp = Factor de ajuste por efecto de vehículos
pesados
 
v
vp
ADE E
f
1
FHMD
VHMD
q










21. Valores para factores de vehículos equivalentes
AUTOMOVILES
EQUIVALENTES
VALOR OBSERVACION
EC, EB 1,4 a 1,6
Valores comúnmente utilizados, sin embargo,
pueden ser mayores.
EC, EB 1,5
Para accesos con pendientes cercanos al 0%
con predominio de camiones livianos o medianos.
EV 1,4 a 1,6 Para vueltas hacia la izquierda.
EV 1 a 1,4 Para vueltas hacia la derecha.
FHMD 0,95
Para proyecto y diseño de planes de tiempos del
Semáforo.
Teniendo un valor más alto en vueltas hacia la izquierda debido a
que el tiempo en girar es mayor con respecto al de la derecha a
consecuencia de que se conduce por el carril derecho.

22. FLUJO DE SATURACIÓN Y TIEMPO PERDIDO
Cuando el semáforo cambia a verde, el paso de los
vehículos que cruzan la línea de alto, se incrementa
rápidamente a una tasa llamada flujo de saturación. La
cual permanece constante hasta que la fila de vehículos
se disipa o hasta que termina el verde.
La tasa de vehículos es menor durante los primeros
segundos, mientras los vehículos aceleran hasta
alcanzar una velocidad de marcha normal.
EL FLUJO DE SATURACION ES LA TASA MAXIMA
DE VEHICULOS QUE CRUZAN LA LINEA, CUANDO
EXISTEN FILAS Y ESTAS AUN PERSISTEN HASTA
EL FINAL DEL PERIODO VERDE.
EL HCM 2000 DEFINE UN FLUJO DE 1800 VPHPC

23. actual
flujo
Curva de
Verde
Rojo
Amarillo
Todo Rojo
Amarillo
en conflicto
el movimiento
Fase para
el movimiento
Fase para
la fase
Termina
f
e
f'
e'
y G
b
g
a
TIEMPO
y ganancia
Demora final
Tiempo de verde
Entreverde
inicial
Pérdida
efectivo
flujo
Curva de
Tiempo verde efectivo
Demora inicial
saturación,
s
Flujo
de
VERDE
SATURADO
COLA
EN
UN
PERIODO
DE
TASA
DE
DESCARGA
DE
LA
FLUJO DE SATURACIÓN Y TIEMPO PERDIDO

24. Del diagrama anterior, se puede deducir:
Tiempo perdido por ciclo = Σ (Ai + TRi)
Donde :
A = intervalo amarillo en segundos
TR = intervalo todo rojo en segundos
TIEMPO TOTAL PERDIDO POR CICLO

25. ASIGNACION DE TIEMPOS VERDES
Donde:
gT = Tiempo verde efectivo total por ciclo
disponible para todos los accesos.
C = Longitud actual del ciclo (redondeando
C0 a los 5 segundos mas próximo).
Tiempo Verde Efectivo Total (gT):
 
 
TRi
Ai
L
C
gT 





26. Donde:
βi = Máximo valor de la relación entre el flujo actual y el flujo
de saturación para el acceso o movimiento o carril critico de
cada fase “i”.
φ = Número de fases.
T
1
i
i
i
i g
β
β
g 




i
i
i
i A
l
g
G 



27. Ejemplo 1
La velocidad de aproximación de los vehículos a uno de los
accesos de una intersección es de 60 Km/h.
La longitud promedio de los vehículos es de 6,10 metros y el
ancho de la intersección es de 24 metros.
Determinar la longitud del intervalo de cambio de fase.
Datos:
L = 6,10 m
W = 24 m
v = 60 km/h (velocidad de aproximación)
Valores supuestos:
Para el tiempo de percepción-reacción “t”, t = 1s.
Para la tasa de deceleración “a”, a = 3,05 m/s2

28. v=16,67 m/s
Aparece
Distancia Recorrida
en el intervalo Ámbar
W=24 m L=6,1 m
Despeje
el Amarillo total

29. Solución:
Determinar el intercambio “y” de fase
  m/s
16,67
s
3600
h
1
x
km
1
m
1000
x
km/h
60
v 






















 









v
L
W
2a
v
t
y
1,8
3,7
16,67
6,10
24
3,05
2
16,67v
1
y 






 










s
6
2
4
y 


Nota: El intervalo de fase es de 6 segundos, compuesto por 4
segundos de amarillo y 2 segundos de todo rojo. Valores muy usuales
en este tipo de intersecciones

30. Conclusión
La programación de los semáforos no es
tan fácil como parece y, como podemos
observar, las matemáticas están
presentes en más situaciones de las que
creemos.
Con números se puede demostrar cualquier
cosa. Thomas Carlyle (1795-1881)

31. Bibliografía
http://es.wikipedia.org/wiki/Sem%C3%A1foro
http://www.slideshare.net/3ktorce/semaforos-fam-
presentacion
http://www.estudiosdetransito.ucv.cl/semafo.htm
http://es.scribd.com/doc/73227710/Semaforos
http://2.bp.blogspot.com/_jQgwdo8YhzI/TOfCor52M1I/A
AAAAAAAAc0/qAra346mLLc/s1600/semaforo_led1.jpg
http://eltamiz.com/images/2007/June/semaforo_Knight.jp
g
http://www.proverbia.net/citastema.asp?tematica=452
http://demianlabs.com/lab/wp-content/uploads/1912-ford-
model-t.jpg