Tecnología: Tecnología UPC para el diseño de una barrera protectora para carreteras que reduce el impacto de los accidentes y el coste de mantenimiento
Investigadores del grupo de Tecnología de Estructuras de Hormigón de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC), junto con las empresas GIVASA, SERVIÀ CANTÓ, EIFFAGE INFRAESTRUCTURAS y Applus+ IDIADA, en España, han diseñado y construido un prototipo de barrera protectora de hormigón para vías interurbanas que, en comparación con las de hormigón in situ instaladas hasta ahora, reduce el grado de severidad del impacto de los vehículos en caso de accidente y, por tanto, las lesiones que puedan padecer las víctimas. Además de mejorar la seguridad de los ocupantes del vehículo, el nuevo modelo de barrera, pionero en Europa, es más económico y respetuoso con el medio ambiente que las soluciones existentes, ya que permite reducir hasta un 10% el consumo de hormigón y evitar la emisión de hasta 6,6 toneladas de CO2 por kilómetro de barrera construida.
Otro punto favorable de la nueva barrera de hormigón de fabricación in situ es que, comparada con otros sistemas de contención de vehículos, y gracias a la alta resistencia ante un impacto, reduce el coste de mantenimiento durante su vida útil, estimada en cien años. Este modelo de barrera ya se ha instalado en las autopistas C-33 (en Mollet del Vallès) y AP-7 (en el Nudo del Papiol), en la autovía A-14 (en Lleida), en la carretera C-58 (en Vacarisses y Castellbell y el Vilar), así como en el puente Fernando Reig en la carretera N-340 (en Alcoy, Alicante) y en la M-506 (Chapinería, Madrid). En el 2017 está previsto que se instalen en las carreteras C-55 (en Collbató), N-IIz (en Castellolí), B-112 (en Collbató) y BV-4025 (en Cercs).
Las salidas de la vía son los accidentes en carretera más habituales y con consecuencias más graves. En el año 2015 se registraron 1.126 víctimas mortales y 4.843 personas heridas en vías interurbanas de España. En este tipo de carreteras, el porcentaje más elevado de muertes, el 40%, se produjo a raíz de accidentes en los que el vehículo se salió de la vía, según datos de la Dirección General de Tráfico. En el caso de Cataluña, en el mismo año, se contabilizaron 176 víctimas mortales y 891 personas heridas graves en vías interurbanas. En este tipo de vías, el 36% de las muertes fueron debidas a salidas de vía de circulación, según datos del Servicio Catalán de Tráfico.
Para poder minimizar esta clase de accidentes se dispone actualmente de varios tipos de barreras o sistemas de contención, como por ejemplo las barreras metálicas, las de hormigón prefabricadas o realizadas in situ, las de mampostería e, incluso, las barreras de madera. Estos sistemas hacen la función de contención (evitar que el vehículo invada el carril contrario), de amortiguamiento del impacto y de redirección del vehículo.
Hasta ahora, las barreras de tipo metálico y las de hormigón prefabricado son las únicas que han conseguido llegar al índice de severidad de impacto del vehículo que establece la norma europea (EN 1317), que diferencia tres tipos (A, B y C). En España, sólo se permite la instalación de sistemas de contención de vehículos de clase A o B, según la Orden Circular 35/2014. Pero este tipo de barreras metálicas presenta todavía algunos inconvenientes, como por ejemplo la necesidad de reparación después del siniestro, con las consecuentes afectaciones en el tráfico y los costes de mantenimiento elevados que comportan.
Por este motivo, en el marco del proyecto BAHORIS, financiado por el Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial (CDTI), el grupo de Tecnología de Estructuras de Hormigón de la UPC y las empresas GIVASA, SERVIÀ CANTÓ, EIFFAGE INFRAESTRUCTURAS y Applus+ IDIADA, han diseñado una nueva barrera de hormigón in situ continua, con una doble finalidad: garantizar el índice de severidad clase B y, por tanto, reducir las consecuencias sobre el conductor ante un impacto del vehículo; y construirla desde un punto de vista más sostenible, disminuyendo el consumo de material, mejorando la respuesta estructural y facilitando el mantenimiento una vez instalada en la carretera o bien en las tareas de reposición en caso de accidente.
Con la solución desarrollada, certificada con el nivel B de severidad, según los investigadores de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de Barcelona, se han conseguido los objetivos iniciales. Concretamente, se ha creado una barrera que permite reducir el grado de las lesiones en las víctimas de los accidentes tras impactar contra la barrera, en comparación con las de hormigón que existen actualmente. Esta mejora se ha obtenido a través de diversos factores: por un lado, optimizando la distancia entre las juntas de retracción (es decir, los cortes parciales de la barrera); por otro, mediante la configuración del material (hormigón reforzado) y adecuando el contacto directo o fricción con el suelo. Además, se ha mejorado la forma del perfil de la barrera y ahora se garantiza que el vehículo se pueda redireccionar, de manera gradual y suave, para evitar que se pierda el control de la conducción o la invasión del carril contrario y de los adyacentes que van en la misma dirección.
En cuanto al material, este nuevo modelo de barrera permite reducir entre el 3% y el 10% el consumo de hormigón respecto a alternativas similares. Esto comporta disminuir entre 13 y 55 toneladas de hormigón por kilómetro de barrera construida y evitar la emisión de entre 1,60 a 6,6 toneladas de CO2 por kilómetro de barrera construida.
Desde el punto de vista económico, la nueva barrera es más competitiva que las de hormigón prefabricadas. Asimismo, requiere un mantenimiento prácticamente nulo, ya que no hace falta desinstalar ningún tramo después del siniestro de un turismo, con lo cual se minimizan las afectaciones del tráfico en caso de reparación, a diferencia de lo que ocurre con las barreras metálicas. Precisamente, el 10% de los problemas de congestión en las carreteras están directamente relacionados con las tareas de mantenimiento y reposición de las barreras, según estima la Federal Highway Agency (FHWA) de Estados Unidos.
El trabajo realizado ha sido recogido en la tesis doctoral de Jordi Cañas, doctor ingeniero de Caminos, dirigida por los profesores Antonio Aguado y Albert de la Fuente, del Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental de la UPC.
En el contexto del proyecto, en las instalaciones de Applus+ IDIADA se han realizado ensayos de impacto normalizado con diversos perfiles de barrera, previamente simulados con modelos numéricos avanzados. Este proceso ha permitido reducir el número de ensayos a escala real, ya que las variables geométricas y mecánicas se han analizado previamente a través de los resultados de simulación.
Igualmente, se han llevado a cabo ensayos de impacto de autobuses y camiones pesados para verificar que la barrera tiene suficiente capacidad de contención, y los primeros resultados son excelentes. El proyecto ha contado con el apoyo del RACC. (Fuente: UPC)
