Las barreras de tráfico (conocidas en Norteamérica como guardarraíles o barandillas , [1] en Gran Bretaña como barreras de choque , [2] y en las carreras de autos como barreras Armco [3] ) mantienen a los vehículos dentro de su calzada y evitan que choquen con obstáculos peligrosos como rocas, soportes de señales, árboles, estribos de puentes, edificios, muros y grandes desagües pluviales , o que atraviesen pendientes pronunciadas (no recuperables) o entren en aguas profundas. También se instalan dentro de las medianas de las carreteras divididas para evitar que los vehículos errantes entren en la calzada opuesta del tráfico y ayudar a reducir las colisiones frontales . Algunas de estas barreras, diseñadas para ser golpeadas desde cualquier lado, se denominan barreras medianas. Las barreras de tráfico también se pueden utilizar para proteger áreas vulnerables como patios de escuelas, zonas peatonales y tanques de combustible de los vehículos errantes. En las zonas peatonales, como los patios de las escuelas, también evitan que los niños u otros peatones corran hacia la carretera.
Si bien las barreras están diseñadas normalmente para minimizar las lesiones a los ocupantes del vehículo, pueden producirse lesiones en colisiones con barreras de tráfico. Solo deben instalarse en lugares donde es probable que una colisión con la barrera sea menos grave que una colisión con el peligro detrás de ella. Siempre que sea posible, es preferible eliminar, reubicar o modificar un peligro, en lugar de protegerlo con una barrera. [4]
Para garantizar su seguridad y eficacia, las barreras de tráfico se someten a pruebas exhaustivas de choques simulados y a escala real antes de que se las apruebe para su uso general. Si bien las pruebas de choque no pueden reproducir todos los tipos de impactos posibles, los programas de prueba están diseñados para determinar los límites de rendimiento de las barreras de tráfico y brindar un nivel adecuado de protección a los usuarios de la vía. [5]
Los peligros en la carretera deben evaluarse en función del peligro que representan para los automovilistas en función de su tamaño, forma, rigidez y distancia desde el borde de la vía. Por ejemplo, las señales pequeñas en la carretera y algunas señales grandes (postes de seguridad montados en el suelo) a menudo no merecen protección en la carretera, ya que la barrera en sí puede representar una mayor amenaza para la salud y el bienestar general del público que el obstáculo que pretende proteger. En muchas regiones del mundo, el concepto de zona despejada se tiene en cuenta al examinar la distancia de un obstáculo o peligro desde el borde de la vía.
La zona despejada , también conocida como área de recuperación despejada o espacio libre horizontal [6], se define (a través de un estudio) como una distancia lateral en la que un automovilista en una pendiente recuperable puede viajar fuera de la vía de circulación y regresar su vehículo de manera segura a la carretera. Esta distancia se determina comúnmente como el percentil 85 en un estudio comparable al método de determinación de límites de velocidad en carreteras a través de estudios de velocidad y varía según la clasificación de una carretera. Para proporcionar una seguridad adecuada en condiciones de carretera, se pueden colocar elementos peligrosos como obstáculos fijos o pendientes pronunciadas fuera de la zona despejada para reducir o eliminar la necesidad de protección en la carretera.
Sitios comunes para la instalación de barreras de tráfico:
Cuando se necesita una barrera, se realizan cálculos cuidadosos para determinar la longitud necesaria. [7] Los cálculos tienen en cuenta la velocidad y el volumen del tráfico que utiliza la carretera, la distancia desde el borde de la vía de circulación hasta el peligro y la distancia o el desfase desde el borde de la vía de circulación hasta la barrera.
De acuerdo con las regulaciones de los EE. UU. para las plantas de energía nuclear , la Comisión Reguladora Nuclear de los EE. UU. (NRC) aborda las barreras para vehículos en la Parte 73 del Título 10 del CFR , específicamente en la Sección 73.55(e)(10) del Título 10 del CFR, Barreras para vehículos. [8] Esta sección requiere que los licenciatarios "utilicen barreras físicas y estrategias de seguridad [a través de una planificación estratégica ] para protegerse contra dispositivos explosivos transportados por vehículos terrestres ". Aquí, el enfoque está en salvaguardar el área protegida y las áreas vitales de las instalaciones nucleares del acceso no autorizado de vehículos, enfatizando la necesidad de sistemas de barrera efectivos contra posibles amenazas vehiculares.
El reglamento destaca la importancia de diseñar e implementar barreras que sean lo suficientemente robustas para soportar diversos escenarios de amenaza, incluidos diferentes tipos de vehículos y posibles dispositivos explosivos . La integración de estas barreras con otras medidas de seguridad, como la vigilancia , el control de acceso y los sistemas de detección de intrusos , constituye un componente crítico de la planificación integral de la seguridad en las instalaciones nucleares . Las directrices detalladas de la NRC sobre barreras para vehículos demuestran su compromiso con el mantenimiento de altos estándares de seguridad en los sitios nucleares de EE . UU . El cumplimiento de estas regulaciones es crucial para mitigar los riesgos asociados con las amenazas basadas en vehículos. [9]
Las barreras de tráfico se clasifican de dos maneras: por la función que cumplen y por cuánto se desvían cuando un vehículo choca contra ellas.
Las barreras de carretera se utilizan para proteger el tráfico de obstáculos o peligros en los bordes de la carretera, como pendientes lo suficientemente pronunciadas como para provocarvuelcos, objetos fijos comopilares de puentesy masas de agua. Las barreras de carretera también se pueden utilizar con medianas para evitar que los vehículos colisionen con peligros dentro de la mediana.
Las barreras de mediana se utilizan para evitar que los vehículos crucen la mediana y golpeen a un vehículo que viene en sentido contrario en unchoque frontal. A diferencia de las barreras de carretera, deben estar diseñadas para ser golpeadas desde ambos lados.
Las barreras de puentes están diseñadas para evitar que los vehículos se estrellen por los costados de un puente y caigan sobre la carretera, el río o las vías del tren que se encuentran debajo. Suelen ser más altas que las barreras de carretera para evitar que los camiones, autobuses, peatones y ciclistas salten o rueden sobre la barrera y caigan por el costado de la estructura. Los rieles de los puentes suelen ser barreras de acero tubular de varios rieles o parapetos y barreras de hormigón armado.
Las barreras para zonas de obras se utilizan para proteger el tráfico de los peligros en las zonas de obras. Su característica distintiva es que pueden reubicarse a medida que cambian las condiciones de las obras en la carretera. Se utilizan dos tipos comunes: barrera de hormigón temporal y barrera rellena de agua. Esta última está compuesta por cajas de plástico reforzadas con acero que se colocan en el lugar necesario, se unen para formar una barrera longitudinal y luego se lastran con agua. Estas tienen la ventaja de que se pueden montar sin equipo de elevación pesado, pero no se pueden utilizar en climas gélidos.
Bloqueadores de carreteras Los bloqueadores de carreteras se utilizan para mejorar la seguridad al impedir que vehículos no autorizados u hostiles entren en lugares sensibles o protegidos, como edificios gubernamentales, instalaciones militares, aeropuertos, embajadas e instalaciones de alta seguridad. Actúan como un formidable elemento disuasorio contra amenazas potenciales, incluidos ataques desde vehículos y accesos no autorizados. Los bloqueadores de carreteras[10]están equipados con mecanismos que permiten un despliegue y retracción rápidos cuando es necesario, lo que proporciona un medio flexible y eficaz de control del tráfico y gestión de la seguridad.
Barreras de plataforma ,puertas de plataforma(PSD) sin puertas, utilizadas cuando las PSD no son factibles debido al costo, la compatibilidad tecnológica u otros factores.[11]
Las barreras se dividen en tres grupos, según la cantidad de deflexión que se produce cuando un vehículo las golpea y el mecanismo que utiliza la barrera para resistir las fuerzas de impacto. En los Estados Unidos , las barreras de tráfico se prueban y clasifican de acuerdo con las normas del Manual para la evaluación de hardware de seguridad (MASH) de la AASHTO, que recientemente reemplazó al Informe 350 de la Administración Federal de Carreteras (NCHRP). [12] Las deflexiones de barreras que se enumeran a continuación son resultados de pruebas de choque con una camioneta de 2000 kg (4400 lb) que viajaba a 100 km/h (62 mph) y chocó contra el riel en un ángulo de 25 grados. [13]
Las barreras flexibles incluyenbarreras de cableyde rieles guía. Se las conoce como barreras flexibles porque se desvían entre 1,6 y 2,6 m (5,2 y 8,5 pies) cuando son golpeadas por un automóvil de pasajeros o un camión ligero típico. La energía del impacto se disipa a través de la tensión en los elementos del riel, la deformación de los elementos del riel, los postes, el suelo y la carrocería del vehículo, y la fricción entre el riel y el vehículo.
Las barreras semirrígidas incluyen el riel guía de vigas de cajón, el riel guía corrugado bloqueado con postes pesados y el riel guía de vigas Thrie. Las vigas Thrie son similares a los rieles corrugados, pero tienen tres crestas en lugar de dos. Se desvían de 3 a 6 pies (0,91 a 1,83 m): más que las barreras rígidas, pero menos que las barreras flexibles. La energía del impacto se disipa a través de la deformación de los elementos del riel, los postes, el suelo y la carrocería del vehículo, y la fricción entre el riel y el vehículo. Los sistemas de vigas de cajón también distribuyen la fuerza del impacto sobre una serie de postes debido a la rigidez del tubo de acero.
Las barreras rígidas suelen estar construidas de hormigón armado. Una barrera de hormigón permanente solo se desviará en una cantidad insignificante cuando sea golpeada por un vehículo. En cambio, la forma de una barrera de hormigón está diseñada para redirigir un vehículo hacia una trayectoria paralela a la barrera. Esto significa que se pueden utilizar para proteger el tráfico de peligros muy cercanos detrás de la barrera y, por lo general, requieren muy poco mantenimiento. La energía del impacto se disipa mediante la redirección y la deformación del propio vehículo.Las barreras Jerseyylas barreras en forma de Ftambién elevan el vehículo a medida que los neumáticos se desplazan hacia arriba en la sección inferior en ángulo. Para impactos a baja velocidad o en ángulo bajo en estas barreras, eso puede ser suficiente para redirigir el vehículo sin dañar la carrocería. La desventaja es que existe una mayor probabilidad de vuelco con un automóvil pequeño que con las barreras de pendiente simple o escalonadas.[14]Las fuerzas de impacto se resisten mediante una combinación de la rigidez y la masa de la barrera. La deflexión suele ser insignificante.
El Departamento de Carreteras del Estado de Nueva Jersey desarrolló un diseño de barrera de hormigón temprano . Esto llevó a que el término "barrera de Jersey" se utilizara como un término genérico, aunque técnicamente se aplica a una forma específica de barrera de hormigón. Otros tipos incluyen barreras de pendiente constante , barreras escalonadas de hormigón y barreras en forma de F.
Las barreras de hormigón suelen tener acabados lisos. En algunos ángulos de impacto, los acabados rugosos permiten que la rueda motriz de los vehículos con tracción delantera suba la barrera, lo que puede provocar que el vehículo vuelque. Sin embargo, a lo largo de las avenidas y otras áreas donde la estética se considera importante, a veces se utilizan muros de hormigón armado con revestimientos de piedra o acabados de piedra artificial. Estos muros de barrera suelen tener caras verticales para evitar que los vehículos suban la barrera.
Durante varias décadas después de la invención de los vehículos a motor, los diseñadores de las primeras barreras de tráfico prestaron poca atención a sus extremos, de modo que las barreras terminaban abruptamente en extremos romos o, a veces, presentaban algún ensanchamiento de los bordes hacia el lado de la barrera que daba al tráfico. Los vehículos que chocaban con los extremos romos en el ángulo incorrecto podían detenerse demasiado repentinamente o sufrir la penetración del compartimiento de pasajeros por secciones de riel de acero, lo que resultaba en lesiones graves o fatales. [15] Los ingenieros de tráfico han aprendido a través de esta experiencia en el mundo real que los extremos de las barreras son tan importantes como las barreras mismas; la Asociación Estadounidense de Funcionarios de Carreteras Estatales y Transporte dedica un capítulo entero al tema de los "tratamientos de los extremos" de las barreras en su Guía de diseño de señales de tráfico . [15]
En respuesta, en la década de 1960 se desarrolló un nuevo estilo de terminales de barrera en el que se indicaba a los instaladores que giraran la barandilla 90 grados y bajaran su extremo para que quedara plano al nivel del suelo (los llamados terminales "doblados hacia abajo" o "extremos en rampa"). Si bien esta innovación impedía que el raíl penetrara en el vehículo, también podía hacer que un vehículo se lanzara por los aires o volcara, ya que la barandilla que se elevaba y giraba formaba una rampa. Estos choques a menudo hacían que los vehículos saltaran, rodaran o saltaran y rodaran a alta velocidad contra los mismos objetos de los que se suponía que los barandales o barreras los protegían en primer lugar. Estos choques salvajes hicieron que Estados Unidos prohibiera los extremos en rampa en 1990 en las autopistas de alta velocidad y gran volumen, y que extendiera la prohibición en 1998 a todo el Sistema Nacional de Carreteras . [17] [18] [19]
Para abordar los accidentes con vuelco y volcadura, se desarrolló un nuevo tipo de terminales. La primera generación de estos terminales en la década de 1970 fueron terminales de cable desprendible, en los que el riel se curva sobre sí mismo y está conectado a un cable que corre entre el primer y el segundo poste (que a menudo son postes desprendibles). [17] Estos terminales de barrera a veces podían atravesar pequeños automóviles que los golpeaban exactamente en el ángulo incorrecto y se descontinuaron en 1993. [17] La segunda generación de estos terminales, llamados terminales de absorción de energía, se desarrolló en las décadas de 1990 y 2000. El objetivo era desarrollar un sistema de disipación de energía cinética lo suficientemente suave para que los vehículos pequeños desaceleraran sin hacer que el guardarraíl los atravesara, pero lo suficientemente firme para detener vehículos más grandes. La disipación de energía podría realizarse doblando, enroscando, aplastando o deformando los elementos del guardarraíl. La primera familia de productos terminales de absorción de energía fue el tipo de terminal extruido. Cuenta con un cabezal de impacto de acero de gran tamaño que se acopla al chasis o al parachoques del vehículo en caso de colisiones frontales. El cabezal de impacto se desplaza hacia atrás a lo largo del riel guía, disipando la energía cinética del vehículo al doblar o desgarrar el acero de las secciones del riel guía hacia un lado para evitar que se produzcan perforaciones. Cuando los terminales reciben un golpe en ángulo, disipan gran parte de la energía, pero la función de "compuerta" permite que los vehículos pasen a través del riel a medida que se dobla. [22]
Si el espacio lo permite, un riel guía también puede terminarse curvándolo gradualmente hacia atrás hasta el punto de que sea poco probable que el terminal sea golpeado por el extremo o, si es posible, empotrando el extremo en una ladera o pendiente cortada. [20]
Una alternativa a los terminales de barrera que absorben energía son los atenuadores de impacto . Estos se utilizan para peligros más amplios que no se pueden proteger de manera efectiva con una barrera de tráfico de un solo lado.
En 2012 se propuso el uso de neumáticos reciclados para las barreras de protección de las carreteras, pero muchos gobiernos prefieren barreras de protección rellenas de arena porque tienen excelentes características de absorción de energía y son más fáciles de montar y desmontar. [23]
Una barrera Fitch es un tipo de atenuador de impacto que absorbe energía y consiste en un grupo de barriles de plástico llenos de arena, generalmente de color amarillo con una tapa negra. [24] Las barreras Fitch se encuentran a menudo en una disposición triangular al final de una barandilla de protección entre una carretera y un carril de salida (el área conocida como el gore ), a lo largo de la línea de impacto más probable. Las barreras de adelante contienen la menor cantidad de arena, y cada barril sucesivo contiene más. Cuando un vehículo choca con los barriles, la energía cinética del vehículo se disipa por la rotura de los barriles y la dispersión de la arena en el interior, y el vehículo desacelera durante un período de tiempo más largo en lugar de una desaceleración rápida repentina y más violenta por golpear una obstrucción sólida. A su vez, el riesgo de lesiones a los ocupantes del vehículo se reduce en gran medida. Las barreras Fitch son muy populares debido a su eficacia, bajo costo y facilidad de instalación y reparación o reemplazo. [25]
Tipos de tratamientos finales: