Separación de niveles

Las carreteras con separación de niveles generalmente permiten que el tráfico circule libremente, con menos interrupciones y a velocidades generales más altas; por eso, los límites de velocidad suelen ser más altos en las carreteras con separación de niveles y esta suele ser un requisito previo para la implementación de un ferrocarril de alta velocidad significativo .

Además, reducir la complejidad de los movimientos de tráfico puede disminuir el riesgo de accidentes y, además, reducir o eliminar por completo la amenaza de homicidio vehicular y colisiones fatales entre ciclistas y vehículos, que se vuelven estadísticamente inevitables cuando una población suficientemente grande de peatones o ciclistas cruza incluso una vía con tráfico moderado y límites de velocidad razonables. ^{[ 3 ]} En sentido literal, solo la separación de niveles y la restricción del acceso de vehículos a los espacios peatonales pueden reducir de manera efectiva la probabilidad de que estas muertes ocurran regularmente en cualquier área en particular a cero. ^{[ 4 ]}

Aunque mucho menos frecuentes y generalmente más fáciles de prevenir que las colisiones entre automóviles y camiones con ciclistas y peatones, las colisiones entre vehículos y trenes, ciclistas y trenes, y peatones y trenes son casi exclusivamente fatales, especialmente cuando involucran trenes pesados ​​o de carga , y en la mayoría de los casos solo se pueden evitar para la víctima de la colisión en ausencia de separación de niveles. Independientemente de la competencia y la atención del maquinista , no hay nada que el operador de una locomotora que viaja a gran velocidad pueda hacer para detener un tren por completo antes de llegar al punto más lejano de las vías que pudo ver en el momento en que supo aplicar el freno por primera vez.

Esto es considerablemente menos cierto en relación con el tren ligero y los tranvías , que frecuentemente operan en tráfico mixto y, como tales, son comparativamente ligeros y responden bien al frenado, pudiendo detenerse aproximadamente a la misma velocidad que un autobús o un camión, y generalmente se detienen en menos tiempo que un camión semirremolque cargado .

Si bien los trenes, en general, son relativamente predecibles y pasan con mucha menos frecuencia que los automóviles, las colisiones ocurren con cierta regularidad, sobre todo en los cruces a nivel. Por ello, la construcción de pasos a desnivel para las vías férreas resulta menos compleja y costosa, y, además, mejora la seguridad para todos, al menos si no se tiene en cuenta la baja tasa de colisiones de trenes en comparación con las muertes en carretera.

En particular, los intercambiadores a distinto nivel suelen ser complejos, ocupar mucho espacio y resultar costosos debido a la necesidad de grandes estructuras físicas como túneles, rampas y puentes. Su altura puede ser molesta, y esto, sumado al elevado volumen de tráfico que generan, tiende a hacer que sean impopulares entre los propietarios y residentes de terrenos cercanos. Por estas razones, las propuestas para la construcción de nuevos intercambiadores a distinto nivel pueden encontrar una importante oposición pública.

Sin embargo, los pasos a desnivel sobre vías férreas ocupan mucho menos espacio que los pasos a desnivel estándar de carreteras o autopistas. Esto se debe, en parte, a que no se requieren arcenes para las operaciones ferroviarias, incluso a altas velocidades, y generalmente hay muchas menos ramificaciones y conexiones de carreteras secundarias que acomodar, ya que un paso a desnivel parcial produce una mejora mayor que la que se obtendría con un proyecto vial similar, en el que el flujo de tráfico general está determinado por sus secciones más congestionadas, como resultado de fenómenos bien documentados como las ondas de tráfico .

Sin embargo, los proyectos de pasos a desnivel en carreteras, vías mixtas e incluso exclusivamente ferroviarios, especialmente cuando se trata de "adaptar" un corredor de transporte activo construido sin medidas de mitigación de conflictos de tráfico para ahorrar en costes de construcción, suelen requerir una considerable experiencia y esfuerzo de ingeniería, y pueden ser muy costosos y llevar mucho tiempo construirlos, especialmente cuando se deben estudiar, determinar y mitigar adecuadamente los múltiples impactos ambientales y relacionados con el tráfico existente, como lo exige la ley para proyectos de esta naturaleza en la mayoría de las jurisdicciones.

Las rutas peatonales y ciclistas separadas del tráfico suelen tener una huella relativamente modesta, ya que normalmente no se cruzan con corredores de transporte de alta densidad (especialmente autopistas) que cruzarían sin la seguridad que proporciona un paso a desnivel. Sin embargo, los pasos a desnivel con escalones presentan problemas de accesibilidad y pueden entrar en conflicto con la Ley de Estadounidenses con Discapacidades (ADA) en Estados Unidos. Algunos pasos a desnivel cuentan con ascensores , pero su uso puede resultar lento e incómodo, y muchos de estos puentes peatonales y pasos subterráneos permanecen sin uso, abandonados y vallados. ^{[ 5 ] [ 6 ]}

Las carreteras a distinto nivel que permiten límites de velocidad más altos pueden, de hecho, reducir la seguridad debido al "temblor" (véase más abajo), la mayor probabilidad de colisiones correspondiente a la demanda inducida , así como la falsa sensación de seguridad que provoca la monotonía de conducir largas distancias a altas velocidades con poca o ninguna estimulación y actividad, como la que proporcionan los semáforos, los pasos de peatones y los giros e intersecciones más frecuentes en las carreteras a nivel. ^{[ 7 ]}

El término se aplica con mayor frecuencia para describir un cruce de carreteras en el que el flujo directo de tráfico en una o más vías no se ve interrumpido. En lugar de una conexión directa, el tráfico debe utilizar rampas de entrada y salida ( Estados Unidos , Australia , Nueva Zelanda ) o vías de acceso ( Reino Unido , Irlanda ) para acceder a las demás vías en el cruce. La vía que continúa a través del cruce también puede denominarse vía a distinto nivel .

Por lo general, las grandes autopistas , autovías o vías de doble calzada se diseñan con pasos a desnivel, ya sea en su totalidad o en parte. Los pasos a desnivel aumentan drásticamente la capacidad de una carretera en comparación con una carretera idéntica con intersecciones a nivel. Por ejemplo, es muy raro encontrar una intersección a nivel en una autopista británica ; es prácticamente imposible en una autopista interestatal estadounidense , aunque existen algunas.

Si el tráfico puede atravesar la intersección desde cualquier dirección sin verse obligado a detenerse, entonces la intersección se describe como totalmente separada a distinto nivel o de flujo libre .

En carreteras con intersecciones a distinto nivel, el zigzagueo se produce al colocar una rampa de salida a poca distancia de una rampa de entrada, lo que provoca conflictos entre el tráfico que intenta salir de la carretera en la siguiente intersección y el tráfico que intenta entrar desde la intersección anterior. Esta situación es más frecuente cuando el diseñador de la intersección ha colocado la rampa de entrada a la carretera antes de la rampa de salida en una intersección (por ejemplo, la intersección en trébol ), o en áreas urbanas con muchas intersecciones muy próximas entre sí. La circunvalación de Coventry , Inglaterra , es un ejemplo notorio, al igual que partes de la M25 sur, la autopista de circunvalación de Londres , la intersección M6/M5 al noroeste de Birmingham y la intersección A4/M5 al oeste de Bristol . El zigzagueo puede provocar colisiones laterales en carreteras muy rápidas con velocidades máximas de hasta 200 km/h (120 mph) , además del problema de los puntos ciegos.  

En intersecciones con diseños inusuales, el entrecruzamiento puede ser un problema, excepto en la carretera principal. Un ejemplo de esto se encuentra en la intersección 7 de la M6, donde el tráfico que se incorpora a la rotonda desde la salida de la M6 en dirección este debe entrecruzarse con el tráfico que ya se encuentra en la rotonda y desea utilizar la entrada a la M6 en dirección oeste. Esto se debe a que las vías de acceso en el lado oeste de la intersección conectan con la rotonda en el interior del arco este, en lugar de en el exterior del arco oeste, como es habitual. Las dos vías de acceso están conectadas por un único carril en el interior de la rotonda, al que debe incorporarse el tráfico que desea utilizar la entrada en dirección oeste, y del que debe salir el tráfico que proviene de la salida en dirección este.

El entrelazamiento puede aliviarse mediante el uso de vías colectoras/distribuidoras o rampas trenzadas ^{[ 8 ]} para separar el tráfico de entrada y salida.

En la construcción ferroviaria, la separación de niveles también significa evitar los pasos a nivel haciendo que cualquier carretera o sendero que cruce la línea pase por debajo o por encima de la vía férrea sobre puentes . Esto mejora enormemente la seguridad y es crucial para la operación segura de las líneas de alta velocidad. La construcción de nuevos pasos a nivel generalmente no está permitida, especialmente para líneas ferroviarias de alta velocidad y los pasos a nivel son cada vez menos comunes debido al aumento del tráfico tanto por carretera como por ferrocarril. ^{[ 11 ]} En el Reino Unido , Network Rail realiza esfuerzos para eliminar los pasos a nivel y en Melbourne como parte del Proyecto de Eliminación de Pasos a Nivel .

La extensión londinense del Great Central Railway , construida entre 1896 y 1899, fue el primer ferrocarril de este tipo con separación total de niveles en el Reino Unido. Esto también se aplica al tren ligero e incluso a los tranvías .

Se han realizado intentos para aumentar la capacidad de los ferrocarriles mediante cruces a distinto nivel, en contraposición al uso tradicional de pasos a nivel para el cambio de vía. Un cruce ferroviario a distinto nivel se conoce como cruce elevado y no es un cruce a nivel .

En 1897, la compañía ferroviaria London and South Western Railway (LSWR) utilizó un cruce elevado en Worting Junction, al sur de Basingstoke, para permitir que el tráfico de las rutas de Salisbury y Southampton convergiera sin conflictos; este cruce se conoció como el "Paso Elevado de Battledown". También en Gran Bretaña, la Southern Railway hizo posteriormente un uso extensivo de cruces elevados en otros tramos de su concurrida antigua línea principal de la LSWR.

Hoy en día en Gran Bretaña, el conjunto compacto de cruces volantes ^{[ 12 ]} al norte de la estación de tren de Clapham Junction —aunque técnicamente es una combinación de muchos cruces— maneja más de 4000 trenes por día (aproximadamente un tren cada 15 segundos).

Prácticamente ninguna línea ferroviaria importante se cruza (formando una "X" ) a nivel del suelo (aunque muchas divergen, es decir, forman una "Y").

En casi todas las líneas ferroviarias de alta velocidad , la mayor velocidad exige la separación de niveles. Por lo tanto, muchas líneas de alta velocidad son elevadas, especialmente en Taiwán y Japón , donde la densidad de población a lo largo de las líneas de alta velocidad es mayor que en Francia, Italia o Alemania.

En Estados Unidos, en 1913 se completó un cruce ferroviario elevado en la línea Nickel Plate Road, a su paso por Cleveland , Ohio . Posteriormente, su uso más frecuente se observó en las antiguas líneas principales del Ferrocarril de Pensilvania . Estas líneas forman parte del Corredor Noreste y del Corredor Keystone, actualmente propiedad de Amtrak . El cruce ferroviario más complejo, cerca del Zoológico de Filadelfia , gestiona el tráfico ferroviario de Amtrak, SEPTA , New Jersey Transit , Norfolk Southern , CSX Transportation y Conrail .

En lo que se conoce como "zona 1520" , que incluye la antigua Unión Soviética y otras regiones que utilizan el mismo ancho de vía, el cruce ferroviario a distinto nivel más complejo se encuentra en Liubotyn , Ucrania .