Las barreras de tráfico (conocidas en Norteamérica como guardarraíles o barandillas , [1] en Gran Bretaña como barreras contra accidentes , [2] y en las carreras de autos como barreras Armco [3] ) mantienen a los vehículos dentro de su calzada y les impiden chocar con obstáculos peligrosos como como cantos rodados, soportes de señales, árboles, estribos de puentes, edificios, muros y grandes desagües pluviales , o al atravesar pendientes pronunciadas (no recuperables) o al entrar en aguas profundas. También se instalan dentro de las medianas de las carreteras divididas para evitar que vehículos errantes entren en la vía opuesta del tráfico y ayudar a reducir las colisiones frontales . Algunas de estas barreras, diseñadas para ser atacadas 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 vehículos errantes.
Si bien las barreras normalmente están diseñadas para minimizar las lesiones a los ocupantes del vehículo, las lesiones ocurren en colisiones con barreras de tráfico. Sólo deben instalarse donde sea probable que una colisión con la barrera sea menos grave que una colisión con el peligro detrás de ella. Cuando sea posible, es preferible eliminar, reubicar o modificar un peligro, en lugar de protegerlo con una barrera. [4]
Para garantizar que sean seguras y eficaces, las barreras de tráfico se someten a exhaustivas pruebas de choque simuladas y a escala real antes de aprobarlas para su uso general. Si bien las pruebas de choque no pueden replicar todas las formas posibles de impacto, los programas de prueba están diseñados para determinar los límites de desempeño de las barreras de tránsito y brindar un nivel adecuado de protección a los usuarios de la vía. [5]
Los peligros en las carreteras deben evaluarse según el peligro que representan para los automovilistas en función del tamaño, la forma, la rigidez y la distancia desde el borde de la vía. Por ejemplo, las señales pequeñas al costado del camino y algunas señales grandes (postes de seguridad montados en el suelo) a menudo no merecen protección al costado del camino, ya que la barrera en sí misma puede representar una amenaza mayor para la salud general y el bienestar 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 (mediante estudio) como una distancia lateral en la que un automovilista en una pendiente recuperable puede viajar fuera de la vía y regresar su vehículo de manera segura a la vía. Esta distancia se determina comúnmente como el percentil 85 en un estudio comparable al método de determinar los límites de velocidad en las carreteras mediante estudios de velocidad y varía según la clasificación de una carretera. Para proporcionar una seguridad adecuada en las condiciones de la carretera, elementos peligrosos como obstáculos fijos o pendientes pronunciadas se pueden colocar 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 duración de la necesidad. [7] Los cálculos tienen en cuenta la velocidad y el volumen de tráfico que utiliza la carretera, la distancia desde el borde de la vía hasta el peligro y la distancia o desplazamiento desde el borde de la vía hasta la barrera.
De acuerdo con las regulaciones de EE. UU. para plantas de energía nuclear , la Comisión Reguladora Nuclear (NRC) de EE. UU. aborda las barreras para vehículos según 10 CFR Parte 73 , específicamente en 10 CFR 73.55(e)(10) Barreras para vehículos. [8] Esta sección exige que los titulares de licencias "utilicen barreras físicas y estrategias de seguridad [mediante planificación estratégica ] para protegerse contra dispositivos explosivos transportados por vehículos terrestres ". Aquí, la atención se centra en salvaguardar el área protegida y las áreas vitales de las instalaciones nucleares contra el acceso de vehículos no autorizados, 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 como para resistir diversos escenarios de amenaza, incluidos diferentes tipos de vehículos y posibles artefactos explosivos . La integración de estas barreras con otras medidas de seguridad, como vigilancia , control de acceso y sistemas de detección de intrusos , forma 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 de mantener 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 en las carreteras se utilizan para proteger el tráfico de obstáculos o peligros en las carreteras, como pendientes lo suficientemente pronunciadas como para provocarvolcaduras, objetos fijos comopilares de puentesy masas de agua. Las barreras al costado de la carretera también se pueden usar con las medianas para evitar que los vehículos choquen con peligros dentro de la mediana.
Las barreras de mediana se utilizan para evitar que los vehículos crucen una mediana y golpeen a un vehículo que viene en sentido contrario en unchoque frontal. A diferencia de las barreras al borde de la carretera, deben estar diseñadas para ser golpeadas desde cualquier lado.
Las barreras de puentes están diseñadas para evitar que los vehículos se caigan del costado de un puente y caigan sobre la carretera, el río o el ferrocarril que se encuentra debajo. Generalmente es más alta que la barrera al costado de la carretera, para evitar que 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 tubos de acero de varios rieles o parapetos y barreras de hormigón armado.
Las barreras para zonas de trabajo se utilizan para proteger el tráfico de peligros en las zonas de trabajo. Su característica distintiva es que pueden reubicarse según cambien las condiciones de las obras. Se utilizan dos tipos comunes: barrera temporal de hormigón y barrera llena de agua. Este último se compone de cajas de plástico reforzadas con acero que se colocan donde sea necesario, se unen entre sí para formar una barrera longitudinal y luego se lastran con agua. Tienen la ventaja de que se pueden montar sin equipo de elevación pesado, pero no se pueden utilizar en climas helados.
Bloqueadores de carreteras Los bloqueadores de carreteras se utilizan para mejorar la seguridad impidiendo 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 disuasivo contra posibles amenazas, incluidos los ataques desde vehículos y el acceso no autorizado. Los bloqueadores de carreteras[10]están equipados con mecanismos que permiten un rápido despliegue y retracción cuando sea necesario, proporcionando un medio flexible y eficaz de control del tráfico y gestión de la seguridad.
Las barreras se dividen en tres grupos, según la cantidad que se desvían cuando las golpea un vehículo y el mecanismo que utiliza la barrera para resistir las fuerzas del impacto. En los Estados Unidos , las barreras de tráfico se prueban y clasifican de acuerdo con los estándares AASHTO Manual for Assessing Safety Hardware (MASH), que recientemente reemplazó al Informe 350 de la Administración Federal de Carreteras NCHRP. [11] Las deflexiones de las barreras que se enumeran a continuación son resultados de pruebas de choque con una resistencia de 2000 Camioneta de kg (4400 lb) que viajaba a 100 km/h (62 mph), chocando con el riel en un ángulo de 25 grados. [12]
Las barreras flexibles incluyenbarreras de cablesyde rieles guía. Se las conoce como barreras flexibles porque se desviarán de 1,6 a 2,6 m (5,2 a 8,5 pies) cuando las golpee un automóvil de pasajeros o un camión ligero típico. La energía del impacto se disipa mediante 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 un riel guía con vigas tipo caja, un riel guía corrugado bloqueado con postes pesados y un riel guía de tres vigas. La viga Thrie es similar al riel corrugado, pero tiene 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 mediante la deformación de los elementos del carril, los postes, el suelo y la carrocería del vehículo, así como mediante la fricción entre el carril y el vehículo. Los sistemas de vigas cajón también distribuyen la fuerza del impacto entre varios postes debido a la rigidez del tubo de acero.
Las barreras rígidas suelen construirse con hormigón armado. Una barrera de hormigón permanente sólo desviará una cantidad insignificante cuando sea golpeada por un vehículo. En cambio, la forma de una barrera de hormigón está diseñada para redirigir un vehículo a un camino paralelo a la barrera. Esto significa que se pueden utilizar para proteger el tráfico de peligros muy cerca 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 de Jerseyylas barreras en forma de Ftambién levantan el vehículo a medida que los neumáticos suben por la sección inferior en ángulo. En el caso de impactos a baja velocidad o en ángulo bajo contra estas barreras, esto 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 barreras de una sola pendiente o escalones. [13]Las fuerzas de impacto son resistidas por una combinación de rigidez y masa de la barrera. La desviación suele ser insignificante.
El Departamento de Carreteras del Estado de Nueva Jersey desarrolló uno de los primeros diseños de barrera de hormigón . Esto llevó a que el término barrera Jersey se utilizara como término genérico, aunque técnicamente se aplica a una forma específica de barrera de hormigón. Otros tipos incluyen barreras de pendiente constante , barreras escalonadas de concreto y barreras en forma de F.
Las barreras de hormigón suelen tener acabados lisos. En algunos ángulos de impacto, los acabados gruesos permiten que la rueda motriz de los vehículos con tracción delantera suba la barrera, lo que podría provocar que el vehículo se vuelque. Sin embargo, a lo largo de 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 imitación de piedra. Estos muros de barrera suelen tener caras verticales para evitar que los vehículos trepen por la barrera.
Durante varias décadas después de la invención de los vehículos de 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 algunos bordes ensanchados lejos del lado de la barrera que daba al tráfico. . Los vehículos que golpean extremos romos en el ángulo incorrecto podrían detenerse demasiado repentinamente o sufrir la penetración de secciones de rieles de acero en el compartimiento de pasajeros, lo que provocaría lesiones graves o muertes. [14] Los ingenieros de tráfico han aprendido a través de experiencias del mundo real que los extremos de las barreras son tan importantes como las barreras mismas; La Asociación Estadounidense de Funcionarios Estatales de Carreteras y Transporte dedica un capítulo completo al tema de los "tratamientos finales" de barreras en su Guía de diseño de señales viales . [14]
En respuesta, en la década de 1960 se desarrolló un nuevo estilo de terminales de barrera en el que se pedía a los instaladores que giraran la barandilla 90 grados y bajaran su extremo para que quedara plano al nivel del suelo (los llamados terminales "girados" o "extremos en rampa"). Si bien esta innovación impidió que el riel penetrara el vehículo, también podía hacer que el vehículo saltara por el aire o hacer que volcara, ya que la barandilla que se elevaba y se retorcía formaba una rampa. Estos choques a menudo provocaban que los vehículos saltaran, rodaran o saltaran y rodaran a gran velocidad contra los mismos objetos de los que se suponía que las barandillas o barreras los protegían en primer lugar. Estos choques salvajes hicieron que Estados Unidos prohibiera los extremos con rampas en 1990 en autopistas de alta velocidad y gran volumen, y que extendiera la prohibición en 1998 a todo el Sistema Nacional de Carreteras . [15] [16] [17]
Para hacer frente a los accidentes por saltos y vuelcos, se desarrollaron terminales absorbentes de energía. La primera generación de estos terminales en la década de 1970 fueron terminales de cable separables, 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 separables). [15] Estos terminales de barrera a veces podían atravesar automóviles pequeños que los golpeaban exactamente en el ángulo equivocado y quedaron obsoletos en 1993. [15] La segunda generación de estos terminales en las décadas de 1990 y 2000 presenta un gran cabezal de impacto de acero que se activa el marco o parachoques del vehículo. El cabezal de impacto retrocede a lo largo del riel guía, disipando la energía cinética del vehículo doblando o rasgando el acero en las secciones del riel guía.
Si el espacio lo permite, también se puede terminar un riel guía curvándolo gradualmente hasta el punto en que sea poco probable que el terminal golpee el extremo o, si es posible, incrustando el extremo en una ladera o pendiente cortada.
Una alternativa a los terminales de barrera que absorben energía son los atenuadores de impacto . Se utilizan para peligros más amplios que no pueden protegerse eficazmente con una barrera de tráfico unilateral.
En 2012 se habían propuesto neumáticos reciclados para las barreras contra accidentes en las carreteras, pero muchos gobiernos prefieren las barreras contra accidentes rellenas de arena porque tienen excelentes características de absorción de energía y son más fáciles de montar y desmontar. [18]
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. [19] Las barreras Fitch se encuentran a menudo en una disposición triangular al final de una barandilla entre una carretera y un carril de salida (el área conocida como gore ), a lo largo de la línea de impacto más probable. Las barreras del frente 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 mediante 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 al chocar contra un sólido. obstrucción. A su vez, se reduce considerablemente el riesgo de lesiones para los ocupantes del vehículo. Las barreras Fitch son muy populares debido a su efectividad, bajo costo y facilidad de instalación, reparación o reemplazo. [20]
Tipos de tratamientos finales: