jueves, 3 de abril de 2008

Multas y radares

Cuando te pilla el radar de velocidad de la policía y te sacan la foto, notas un fogonazo por el flash de la cámara. ¿Es eso cierto? ¿Podrías explicar como funciona?

Veamos: la respuesta concreta puede ser cualquiera de las dos. Llegaremos a ello tras un breve rodeo por los sistemas de medición de velocidad por radar (y por otros medios).

Cuando la policía (o quien sea) quiere averiguar la velocidad de un coche, normalmente hay dos métodos principales y uno matemático para hacerlo:
1) Por radar (RAdio Detection And Ranging) y efecto Doppler. El efecto Doppler consiste en que las ondas emitidas o reflejadas por un objeto en movimiento tienen distinta longitud de onda que las inicialmente emitidas. O sea, que si yo apunto a un coche con una fuente que emite ondas a una frecuencia f y el coche viene hacia mí, las ondas rebotadas que yo vea tendrán una frecuencia mayor que f. En la siguiente imagen podemos verlo, no con ondas reflejadas sino emitidas, pero el principio básico es el mismo. En la dirección del movimiento, las ondas están más apelotonadas; es decir, que la frecuenciqa es mayor. En dirección opuesta al movimiento, las ondas están más espaciadas: la frecuencia es menor.

Como la fórmula del efecto Doppler es bien conocida, puedo calcular la velocidad del coche que se acerca o se aleja con bastante precisión. Normalmente, las medidas de velocidad en carretera tienen un error del 10%, pero eso es a efectos legales. Su error real suele ser bastante menor.
2) Mediante Lidar (LIght Detection And Ranging). El Lidar es lo mismo que un radar, pero en vez de usar microondas usa luz infrarroja. Un lidar de una patrulla de tráfico funciona, sucintamente, de la siguiente manera: Apunto a un coche y le tiro un pulso de luz (infrarroja, recordemos, o sea que no la podemos ver). Y mido el tiempo que tarda el pulso en ir y volver, con lo que sé la distancia que me separa del coche, porque sé a qé velocidad va la luz. Al cabo de dos décimas de segundo, por ejemplo, le vuelvo a tirar otro pulso. Tirar un pulso es encender una luz infrarroja, por cierto, nada del otro mundo. Vuelvo a medir el tiempo que tarda la luz en ir y volver al coche. Vuelvo a saber la distancia a la que está. Hago la resta entre las dos distancias y sé cuánto ha avanzado en esas dos décimas de segundo. Y como sé el tiempo que ha pasado entre mis dos medidas y la distancia a la que está el coche en las dos medidas, puedo hacer la división, velocidad igual a espacio partido por tiempo, y me sale la velocidad del coche.

3) Una tercera manera, que me encanta aunque no se aplica todavía porque podría haber lagunas legales (sin embargo, hay sistemas en pruebas, por ejemplo, en la carretera de Burgos, en Madrid), es multar a la gente mediante el teorema de Lagrange. Tal cual lo oyen, estimados lectores, ya me lo estoy imaginando, “me multaron por culpa del cálculo diferencial. Odio a Newton. Ya le podía haber caído una losa de hormigón y no una manzana en la cabeza”.

El teorema de Lagrange, a veces llamado del valor medio o de Bonnet-Lagrange, dice que en algún punto de un intervalo cerrado, una función continua y derivable en ese intervalo tendrá derivada instantánea igual a la derivada media en el intervalo. ¿Complicado? Pongámoslo en palabras de la calle. Si hago un viaje entre Madrid y Zaragoza y mi media de velocidad en todo el recorrido es de 121 km/h, forzosamente, en algún punto del camino, mi velocidad ha sido exactamente 121 km/h. Veamos de manera intuitiva por qué. Si empiezo yendo a 140 km/h, para que al final la media salga 121 km/h, sé que tarde o temprano tendré que ir por debajo de 121 km/h, para que al final la media salga la que es. Y si voy por encima de 121 y luego voy por debajo de 121, forzosamente en algún lugar tendré que ir exactamente a 121 km/h.

Gracias a este teorema, si colocamos dos cámaras de fotos separadas 10 kilómetros, por ejemplo, en la autopista y vemos que un coche tarda en recorrer esos 10 km menos de 5 minutos, sabremos que, como su velocidad media es mayor que 120 km/h, forzosamente habrá tenido que superar los 120 km/h en algún punto del recorrido, por mucho que a lo mejor a la entrada y a la salida fuera a 80 km/h. Multazo que te crió.

El teorema de Lagrange nunca falla. Este sistema puede tener alguna laguna legal, pero es sólo por el cerval desconocimiento de las matemáticas que sufren nuestros gobernantes. Alguien argumenta que nos multarían sin tener evidencia de nuestro exceso de velocidad, porque a la entrada y a la salida del tramo “cronometrado” nuestra velocidad podría ser adecuada. Nos multarían sin habernos “visto” cometer la infracción. Los que esto argumentan desconocen que de un teorema, siempre que se cumplan las condiciones (la velocidad y la posición deben ser continuas, es decir, no vale teletransportarse ni cambiar instantáneamente la velocidad, cosas que de hecho nunca ocurren), se deduce forzosamente la conclusión. Por fuerza habríamos superado el límite permitido. Ya John Allen Paulos, creo que en su gran libro El hombre anumérico (imprescindible), proponía este método de multas en los peajes de las autopistas. Si corríamos mucho en un tramo de autopista, aún podríamos engañar al sistema parando y tomando un café (o muchos cafés, si nuestro exceso de velocidad era salvaje), para que la media bajase hasta la velocidad permitida. Pero si alguien sobrepasaba la velocidad media permitida en el tramo, se llevaría la multa.
Y lleguemos finalmente a las fotos. Hay veces en que sí se ve el flash y hay veces en que no se ve, aunque sea de noche. Esto es porque hay dos tipos diferentes de cámaras de fotos de tráfico (es posible que haya alguno más, pero dos a los efectos que nos interesan). Unas funcionan con luz visible y otras funcionan con luz infrarroja. Los flashes de las cámaras de luz visible se ven (yo mismo he visto varios flashes en la M-40 y la carretera de la Coruña, en Madrid) y los de las infrarrojas no. Estos últimos tienen la ventaja de que no distraen a los infractores en el momento de sacarles la foto y además no avisan a otros conductores de la presencia del radar (esto último no es una ventaja sino una bajeza, pero en fin).

Para terminar, en el siguiente enlace tenéis una animación de cómo funciona el sistema.

Del Blog de CPI (Curioso pero inutil)

No hay comentarios:

Publicar un comentario