Barrera de tráfico

Las barreras de tráfico (también llamadas barandillas o barreras de seguridad en Norteamérica, ^{[ 1 ]} barreras de choque en Gran Bretaña, ^{[ 2 ]} y barreras Armco en las carreras de autos ^{[ 3 ]} ) mantienen a los vehículos dentro de su calzada y evitan que colisionen con obstáculos peligrosos como rocas , soportes de señales, árboles, estribos de puentes , edificios, muros y grandes desagües pluviales , o que atraviesen pendientes pronunciadas (irrecuperables) o entren en aguas profundas. También se instalan en las medianas de las autopistas divididas para evitar que los vehículos descontrolados entren en la calzada opuesta y ayudan a reducir las colisiones frontales . Algunas de estas barreras, diseñadas para ser golpeadas desde ambos lados, se llaman barreras de mediana. Las barreras de tráfico también se pueden usar para proteger áreas vulnerables como patios escolares, zonas peatonales y tanques de combustible de vehículos descontrolados. En las zonas peatonales, como los patios escolares, también evitan que los niños u otros peatones corran hacia la carretera.

Si bien las barreras suelen diseñarse para minimizar las lesiones a los ocupantes de los vehículos, estas ocurren en colisiones con ellas. Solo deben instalarse donde sea probable que una colisión con la barrera sea menos grave que una colisión con el peligro que se encuentra detrás. Siempre que sea posible, es preferible eliminar, reubicar o modificar el peligro, en lugar de protegerlo con una barrera. ^{[ 4 ]}

Para garantizar su seguridad y eficacia, las barreras de tráfico se someten a exhaustivas pruebas de choque simuladas y a escala real antes de su aprobación para uso general. Si bien las pruebas de choque no pueden replicar todas las posibles formas de impacto, los programas de prueba están diseñados para determinar los límites de rendimiento de las barreras de tráfico y proporcionar un nivel adecuado de protección a los usuarios de la vía. ^{[ 5 ]}

Los peligros en la carretera deben evaluarse según el riesgo que representan para los conductores, considerando su tamaño, forma, rigidez y distancia al borde de la calzada. Por ejemplo, las señales de tráfico pequeñas y algunas señales grandes (como los postes desmontables instalados en el suelo) a menudo no requieren protección, ya que la barrera en sí misma puede representar una mayor amenaza para la salud y el bienestar del público que el obstáculo que pretende proteger. En muchas regiones del mundo, se considera el concepto de zona de seguridad al analizar la distancia de un obstáculo o peligro al borde de la calzada.

La zona de seguridad , también conocida como área de recuperación segura o margen horizontal ^{[ 6 ]} , se define (mediante estudios) como la distancia lateral dentro de la cual un conductor en una pendiente recuperable puede salirse de la calzada y regresar a ella de forma segura. Esta distancia se suele determinar como el percentil 85 en un estudio comparable al método de determinación de límites de velocidad en carreteras mediante estudios de velocidad y varía según la clasificación de la vía. Para garantizar una seguridad adecuada en las condiciones de la carretera, los elementos peligrosos, como obstáculos fijos o pendientes pronunciadas, pueden ubicarse fuera de la zona de seguridad para reducir o eliminar la necesidad de protección en los márgenes.

Lugares comunes para la instalación de barreras de tráfico:

• El puente termina
• Cerca de pendientes pronunciadas desde los límites de la carretera
• En cruces de drenaje o alcantarillas donde haya caídas pronunciadas o verticales.
• Cerca de grandes letreros/postes de iluminación u otros elementos al borde de la carretera que puedan representar un peligro.
• Giros en carreteras elevadas.

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 de tráfico que utiliza la carretera, la distancia desde el borde de la calzada hasta el peligro y la distancia o desplazamiento desde el borde de la calzada hasta la barrera.

Una normativa de la Comisión Reguladora Nuclear exige que los titulares de licencias para reactores nucleares en los Estados Unidos implementen protecciones físicas contra el sabotaje, incluidas barreras vehiculares contra ataques con vehículos bomba terrestres. ^{[ 8 ]}

Las barreras de tráfico se clasifican de dos maneras: según la función que cumplen y según la resistencia que ofrecen cuando un vehículo choca contra ellas.

Funciones

Las barreras de seguridad vial se utilizan para proteger el tráfico de obstáculos o peligros en la carretera, como pendientes lo suficientemente pronunciadas como para provocarvuelcos, objetos fijos comopilares de puentesy cuerpos de agua. También se pueden usar junto con las medianas para evitar que los vehículos colisionen con obstáculos dentro de la mediana.

Las barreras centrales se utilizan para evitar que los vehículos crucen la mediana y choquen frontalmente con un vehículo que viene defrente. A diferencia de las barreras laterales, deben estar diseñadas para soportar impactos desde ambos lados.

Las barreras de los puentes están diseñadas para impedir que los vehículos se salgan de la carretera, caigan al río o a la vía férrea que se encuentra debajo. Suelen ser más altas que las barreras de la carretera para evitar que camiones, autobuses, peatones y ciclistas las salten o vuelquen y caigan al vacío. Las barandillas de los puentes suelen ser barreras tubulares de acero con múltiples raíles o parapetos y barreras de hormigón armado.

Las barreras de obras se utilizan para proteger el tráfico de los peligros en las zonas de construcción. Su característica distintiva es que se pueden reubicar según cambien las condiciones de las obras. Se utilizan dos tipos comunes: barreras temporales de hormigón y barreras rellenas de agua. Estas últimas se componen de cajas de plástico reforzado con acero que se colocan donde se necesitan, se unen para formar una barrera longitudinal y luego se lastran con agua. Tienen la ventaja de que se pueden montar sin necesidad de maquinaria pesada, pero no se pueden utilizar en condiciones de congelación.

Los bloqueadores de carreteras se utilizan para reforzar la seguridad impidiendo que vehículos no autorizados u hostiles accedan a lugares sensibles o protegidos, como edificios gubernamentales, instalaciones militares, aeropuertos, embajadas e instalaciones de alta seguridad. Constituyen un formidable elemento disuasorio contra posibles amenazas, incluidos ataques con vehículos y accesos no autorizados. Los bloqueadores de carreteras ^{[ 9 ]} están equipados con mecanismos que permiten su rápido despliegue y retracción cuando sea necesario, proporcionando un medio flexible y eficaz de control de tráfico y gestión de la seguridad.

Las barreras de andén ,las puertas de andénsin puertas, se utilizan cuando las puertas sin puertas no son factibles debido al costo, la compatibilidad tecnológica u otros factores. ^{[ 10 ]}

Rigidez

Las barreras se dividen en tres grupos, según la cantidad que se desvían al ser impactadas por un vehículo y el mecanismo que utilizan para resistir las fuerzas del impacto. En Estados Unidos , las barreras de tráfico se prueban y clasifican según las normas del Manual AASHTO para la Evaluación de Dispositivos de Seguridad (MASH), que recientemente reemplazaron el Informe NCHRP 350 de la Administración Federal de Carreteras. ^{[ 11 ]} Las deflexiones de las barreras que se enumeran a continuación son resultados de pruebas de choque con una camioneta pickup de 2000 kg (4400 lb) que viajaba a 100 km/h (62 mph) y colisionó con la barrera en un ángulo de 25 grados. ^{[ 12 ]}    

Las barreras flexibles incluyenbarreras de cableyde rieles guía. Se denominan barreras flexibles porque se desvíanentre 1,6 y 2,6m (5,2 y 8,5pies)al ser impactadas por un automóvil o camioneta ligera. La energía del impacto se disipa mediante la tensión en los elementos del riel, la deformación de estos, los postes, el suelo y la carrocería del vehículo, así como por la fricción entre el riel y el vehículo.  

Las barreras semirrígidas incluyen rieles guía de viga cajón, rieles guía corrugados con postes reforzados y rieles guía de triple viga. El sistema de triple viga es similar al riel corrugado, pero tiene tres nervaduras en lugar de dos. Su deflexión oscila entre0,91 y 1,83 m (3 a 6 pies): mayor que la de las barreras rígidas, pero menor que la de las barreras flexibles. La energía del impacto se disipa mediante la deformación de los elementos del riel, los postes, el suelo y la carrocería del vehículo, así como por la fricción entre el riel y el vehículo. Los sistemas de viga cajón también distribuyen la fuerza del impacto entre varios 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 deformará una cantidad insignificante al ser impactada 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 pueden usarse para proteger el tráfico de peligros muy cerca 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 deslizan sobre la sección inferior inclinada. Para impactos a baja velocidad o con ángulos bajos sobre estas barreras, esto puede ser suficiente para redirigir el vehículo sin dañar la carrocería. La desventaja es que hay una mayor probabilidad de vuelco con un automóvil pequeño que con las barreras de pendiente simple o escalonadas. ^{[ 13 ]} Las fuerzas de impacto son resistidas por 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 inicial de barrera de hormigón . Esto dio lugar a que el término «barrera Jersey» se utilizara como término genérico, aunque técnicamente se refiere 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 ciertos ángulos de impacto, los acabados rugosos permiten que la rueda motriz de los vehículos de tracción delantera suba la barrera, lo que podría provocar que el vehículo vuelque. Sin embargo, en avenidas y otras zonas donde la estética es importante, a veces se utilizan muros de hormigón armado con revestimientos de piedra o acabados que imitan la piedra. Estos muros de contención suelen tener caras verticales para impedir que los vehículos los suban.

Durante varias décadas después de la invención de los vehículos motorizados, los diseñadores de las primeras barreras de tráfico prestaron poca atención a sus extremos, por lo que estas terminaban abruptamente en extremos romos o, en ocasiones, presentaban un ensanchamiento de los bordes hacia afuera del lado de la barrera que daba al tráfico. Los vehículos que chocaban contra los extremos romos en el ángulo incorrecto podían detenerse demasiado bruscamente o sufrir la penetración del habitáculo por secciones de riel de acero, lo que resultaba en lesiones graves o incluso la muerte. ^{[ 14 ]} Los ingenieros de tráfico han aprendido, a través de esta terrible experiencia 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 de los extremos" de las barreras en su Guía de Diseño de Señales de Tráfico . ^{[ 14 ]}

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 hasta que quedara plano a nivel del suelo (los llamados terminales "doblados hacia abajo" o "extremos en rampa"). Si bien esta innovación impedía que la barandilla penetrara en el vehículo, también podía lanzarlo por los aires o provocar que volcara, ya que la barandilla que se elevaba y giraba formaba una rampa. Estos choques a menudo resultaban en que los vehículos salieran disparados, volcaran o salieran disparados y volcaran a alta velocidad contra los mismos objetos de los que se suponía que las barandillas o barreras debían protegerlos. Tales accidentes violentos llevaron a Estados Unidos a prohibir los extremos en rampa en 1990 en autopistas de alta velocidad y gran volumen de tráfico, y a extender la prohibición en 1998 a todo el Sistema Nacional de Carreteras . ^{[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]}

Para abordar los choques por vuelco y volcamiento, se desarrolló un nuevo tipo de terminales. La primera generación de estos terminales en la década de 1970 fueron terminales de cable de ruptura, 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 de ruptura). ^{[ 16 ]} Estos terminales de barrera a veces podían atravesar autos pequeños que los golpeaban en el ángulo incorrecto y fueron descontinuados en 1993. ^{[ 16 ]} 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 blando para que los vehículos pequeños desaceleraran sin que el riel los atravesara, pero lo suficientemente firme para detener vehículos más grandes. La disipación de energía podía hacerse mediante la flexión, el torcedura, el aplastamiento o la deformación de los elementos del riel. La primera familia de productos de terminales de absorción de energía fue el tipo de terminal extrusionado. Cuenta con una gran cabeza de impacto de acero que se acopla al chasis o parachoques del vehículo en colisiones frontales. La cabeza de impacto se desplaza hacia atrás a lo largo del riel guía, disipando la energía cinética del vehículo al doblar o desgarrar el acero en las secciones del riel guía hacia los lados para evitar que se atraviese. Cuando los terminales reciben un impacto en ángulo, disipan gran parte de la energía, pero la función de "compuerta" permite que los vehículos atraviesen el riel a medida que este se dobla. ^{[ 21 ]}

Si el espacio lo permite, un riel guía también puede terminar curvándolo gradualmente hacia atrás hasta el punto en que sea improbable que el extremo sea golpeado de frente, o, si es posible, empotrando el extremo en una ladera o talud. ^{[ 19 ]}

Una alternativa a las barreras terminales que absorben energía son los atenuadores de impacto . Estos se utilizan para riesgos más amplios que no pueden protegerse eficazmente con una barrera de tráfico unilateral.

En 2012 se propuso el uso de neumáticos reciclados para barreras de seguridad en autopistas, pero muchos gobiernos prefieren las barreras rellenas de arena porque tienen excelentes características de absorción de energía y son más fáciles de instalar y desmontar. ^{[ 22 ]}

Una barrera Fitch es un atenuador de impacto que absorbe energía y consiste en un grupo de barriles de plástico llenos de arena, generalmente amarillos con tapa negra. ^{[ 23 ]} Las barreras Fitch suelen encontrarse dispuestas en forma triangular al final de una barandilla de seguridad entre una autopista y un carril de salida (la zona conocida como bifurcación ), a lo largo de la línea de impacto más probable. Las barreras delanteras contienen la menor cantidad de arena, y cada barril sucesivo contiene más. Cuando un vehículo choca contra los barriles, la energía cinética del vehículo se disipa por la rotura de los barriles y la dispersión de la arena en su interior, y el vehículo desacelera durante un período de tiempo más prolongado en lugar de una desaceleración rápida, repentina y violenta como la que se produce al chocar contra una obstrucción sólida. A su vez, el riesgo de lesiones para los ocupantes del vehículo se reduce considerablemente. Las barreras Fitch son muy populares debido a su eficacia, bajo costo y facilidad de instalación, reparación o reemplazo. ^{[ 24 ]}

Tipos de tratamientos finales:

• nariz de toro
• ET-Plus
• Barreras de protección rellenas de agua y arena
• Tapones de goma en los extremos
• Amortiguador de impacto Quad-guard
• Terminal final de barandilla de seguridad de Pensilvania
• Atenuador de energía de barrera de tráfico
• Amortiguador doble de haz W

• Mitigación de vehículos hostiles
• Barrera SAFER
• Barrera de seguridad
• Cono de tráfico
• guardia de tráfico
• Trinity Industries # Controversias sobre barandillas de seguridad