Una barrera de cables (o WRSB, abreviatura de su nombre en inglés, "wire rope safety barrier") es un sistema de contención vial que consiste en una serie de cables de acero montados sobre postes (generalmente metálicos), diseñados para poder doblarse en caso de sufrir el impacto de un vehículo. Como ocurre con cualquier barrera de seguridad, su propósito principal es evitar que un vehículo se salga de la calzada y choque contra un obstáculo capaz de causar un accidente más grave que el propio impacto contra la barrera.American Association of State Highway and Transportation Officials. Roadside Design Guide. Third Edition, 2006. Task Force on Roadside Safety, 2006. Al igual que la mayoría de las barreras flexibles, las barreras de cable funcionan reteniendo el vehículo desviado o encaminándolo hacia el borde de la calzada donde está dispuesta la propia barrera.
Debido a que estas barreras son relativamente económicas en comparación con las barreras rígidas de hormigón, su instalación y mantenimiento son sencillos, y son muy efectivas para retener los vehículos que chocan contra ellas, en algunos países como Estados Unidos, Japón o los países nórdicos de Europa se usan para la separación de carriles contiguos de distintos sentidos de circulación.
Debido a la circulación en sentidos opuestos en calzadas contiguas, los choques frontales al atravesar la mediana son particularmente graves. Si bien el ancho de la mediana influye considerablemente en la frecuencia de estos choques, un mayor ancho por sí solo no los elimina por completo y, a menudo, es necesario proteger la mediana con una barrera. Las barreras de cable ofrecen una solución económica para este problema de protección.
El sistema disipa mejor los impactos que las barreras tradicionales de hormigón (como la barrera New Jersey) o de acero (como la barrera bionda) utilizadas actualmente, y mantiene su eficacia incluso en terrenos inclinados. La flexibilidad del sistema absorbe la energía del impacto y lo disipa lateralmente, lo que reduce las fuerzas transmitidas a los ocupantes del vehículo.
Aunque las barreras de cable se utilizan desde la década de 1960, no fue hasta mediados de la década de 1990 cuando muchos departamentos de transporte comenzaron a utilizarlas con regularidad.
En muchos países de la Unión Europea, estas barreras de cable no están permitidas en las carreteras, ya que se consideran especialmente peligrosas para los motociclistas. Sin embargo, un estudio sobre las tasas de lesiones de motociclistas en varios tipos de barreras de carretera no encontró una diferencia apreciable en las lesiones mortales y graves entre las barreras de cable y las barreras bionda. Ambas resultaron significativamente más peligrosas que las barreras de hormigón, pero menos peligrosas que la ausencia de barreras.
Tipos Actualmente se utilizan dos tipos de sistemas de barreras de cable: de baja tensión y de alta tensión. Cada sistema tiene sus ventajas e inconvenientes, pero, en general, un sistema de alta tensión tiene un coste inicial más elevado, aunque presenta menores costes y requisitos de mantenimiento a largo plazo.
Baja tensión Durante la expansión del uso de barreras de cable en las décadas de 1980 y 1990, el sistema de baja tensión pasó a ser casi de uso exclusivo. Este sistema también se denomina sistema genérico, debido a que es fabricado por distintos productores.
Baja tensión significa simplemente que los cables se tensan lo suficiente como para eliminar la comba entre los postes. Unos resortes dispuestos en unos postes reforzados dispuestos en ambos extremos del cable se tensan o destensan (según la temperatura)Missouri Department of Transportation. Missouri Standard Plans for Highway Construction. Design Division, Engineering Policy Section, 2006. para mantener uniforme la tensión del sistema.
Cuando un vehículo impacta el sistema de baja tensión en condiciones normales, el cable se desplaza hasta 3,7 metros (12 pies) de su posición original. Este desplazamiento se conoce como deflexión dinámica.
Debido a la dificultad de mantener la tensión del sistema en grandes longitudes, las instalaciones individuales, o tramos, de cable están limitadas a 600 metros (2000 pies), con un anclaje en cada extremo.
Debido a la baja tensión del sistema, los cables tienden a quedar en el suelo si un impacto daña varios postes. Por lo tanto, no existe ningún valor de seguridad residual en el resto de la instalación de 600 metros (2000 pies) que no haya sufrido daños, y toda esa sección de la barrera permanecerá inoperativa hasta que se repare.
A pesar de estas deficiencias percibidas, la barrera de cable de baja tensión era, hasta hace poco, el estándar de la industria en los Estados Unidos. Miles de kilómetros de este sistema genérico siguen en uso en países de todo el mundo.
Alta tensión +Barreras de cable de alta tensión disponiblesSistemaFabricanteArmorWireArmorflex InternationalBrifenBrifen USACASSTrinity Industries, Inc.GibraltarGibraltarSafenceBlue Systems, ABNU-CABLENucor Steel Marion, Inc. En apariencia, las barreras con cable de alta tensión es muy similares a las de baja tensión. En la mayoría de los demás aspectos, ambos sistemas son muy diferentes.
El cable de alta tensión consta de tres o cuatro cables pretensados paralelos, sostenidos por postes débiles. Actualmente, todos los sistemas de alta tensión se comercializan bajo el derecho exclusivo de un fabricante específico.
Durante la instalación, los cables se colocan en los postes y luego se tensan con una tensión específica según la temperatura. Los valores de tensión oscilan entre aproximadamente 2000 y 9000 lb (9000 y 40.000 newtons). Debido a esta tensión, las instalaciones de cable pueden tener una longitud indefinida. De hecho, la longitud de los tramos suele estar limitada únicamente por la presencia de obstáculos como aberturas en la mediana o columnas de puentes.
Cuando un vehículo impacta con el sistema de cables de alta tensión en condiciones normales, el cable se desvía tan solo 2,4 metros (8 pies) de su posición original. La tensión inherente del sistema también hace que los cables permanezcan tendidos, incluso después de un impacto que derribe varios postes, lo que permite que el resto del tramo funcione con normalidad.
Límites de rendimiento
Pruebas de seguridad Un dispositivo de seguridad vial debe someterse a rigurosas pruebas de seguridad antes de poder utilizarse en el Sistema Nacional de Autopistas de los Estados Unidos (NHS). La mayoría de los estados han adoptado los mismos criterios de prueba para las autopistas que no forman parte del Sistema Nacional de Carreteras (NHS). El estándar con el que se miden todos los dispositivos de seguridad vial se encuentra en el Informe National Cooperative Highway Research Program n.° 350 (NCHRP 350). El NCHRP 350 evalúa los dispositivos de seguridad según tres factores generales:Ross, H.E. Jr., D.L. Sicking, R.A. Zimmer, and J. Michie. Recommended Procedures for the Safety Performance Evaluation of Highway Features. National Cooperative Highway Research Program Report 350. Transportation Research Board. Washington D.C., 1993. Adecuación estructural El sistema debe contener y redirigir el vehículo sin que este se suba, se acerque demasiado o se atraviese. Riesgo para los ocupantes Los fragmentos del sistema no pueden penetrar el compartimento pasajero, el vehículo debe permanecer en posición vertical durante y después de la colisión, y el pasajero no debe sufrir un impacto o desaceleración excesivos. Trayectoria del vehículo Tras el impacto, el vehículo no debe invadir los carriles adyacentes ni salir del sistema con un ángulo superior al 60 % del ángulo de entrada.
Niveles de prueba Dentro de la norma NCHRP 350 existen seis niveles de prueba (TL) distintos que representan diferentes vehículos, ángulos de impacto y velocidades. El nivel de prueba tres (TL-3) es probablemente el más común, ya que establece criterios de seguridad tanto para vehículos pequeños (automóviles) como para camionetas a . Esta categoría de tráfico representa la mayor parte del tráfico de vehículos en los Estados Unidos.
En el ensayo TL-3, un automóvil de choca a con un ángulo de impacto de 20°. También en este nivel, un pickup de impacta a y 25°. El nivel TL-4 incluye ambas pruebas, pero añade un camión de de una sola unidad que impacta a y 25°.
Todos los sistemas de barreras de cable disponibles actualmente están homologados como TL-3 o TL-4. Sin embargo, existe abundante evidencia de bastantes casos en los que muchos de estos sistemas están funcionando a un nivel superior en condiciones reales, deteniendo vehículos tan grandes como camiones articulados.
Límites del entorno
Pendientes La barrera de cables está diseñada para su uso en taludes fuertes, con una relación vertical/horizontal de 1:6. El requisito de 1V:6H se basa tanto en modelos de computadora como en pruebas de choque a escala real y representa una teoría sólida. En la práctica, sin embargo, las pendientes tan planas como 1V:6H suelen ser la excepción.
En estos casos, existen tres sistemas TL-4 disponibles que funcionan como TL-3 en pendientes tan pronunciadas como 1V:4H.Baxter, J.R. to D.W. Muir. May 2006. Brifen WRSF on 1V:4H slope. Federal Highway Administration. Roadside Hardware: Acceptance Letters. HSA-10 / B82-B1.Baxter, J.R. to B. Neusch. July 2006. Gibraltar Cable Barrier on 4:1 slope @ TL-3. Federal Highway Administration. Roadside Hardware: Acceptance Letters. HSA-10 / B137C.
Espacio libre Las barreras rígidas, como las de hormigón, y las semirrígidas, como las barandillas de acero, presentan deflexiones ante impactos de 0 a 4 pies (1,2 metros), respectivamente. Los sistemas flexibles, como las barreras de cable, se desvían entre 8 y 12 pies (2,4 y 3,7 metros) en caso de choque de un vehículo.
Dadas estas deflexiones relativamente grandes, los sistemas de barreras de cable no suelen considerarse adecuados para proteger objetos fijos situados a menos de 8 pies (2,4 metros) de la calzada. Incluso cuando el espacio libre disponible supera los 8 pies (2,4 metros), existe una percepción subjetiva que refuerza la sensación de sguridad de los conductores disponiendo barreras más rígidas.
Instalación defectuosa y accidentes Se han estudiado las barreras de cable centrales en cuanto a su seguridad, y se podría decir que son eficaces para prevenir accidentes graves en carretera. Sin embargo, la falta de una instalación y pruebas adecuadas ha provocado colisiones graves e incluso muertes.5 Investigates Freeway Cable Barriers ; August 7, 2008; KPHO CBS 5; retrieved October 24, 2008. En algunos lugares, como Arizona, hay indicios de que la agencia gubernamental estatal encargada de la regulación de carreteras no siguió los procedimientos de instalación adecuados.5 Investigates Cable Barrier Contradictions. ; September 25, 2007; KPHO CBS 5; retrieved October 24, 2008. Al parecer, existen documentos internos del gobierno que demuestran que el Departamento de Transporte de Arizona estaba al tanto de los problemas con las barreras de cable, a pesar de que posiblemente aceleró la instalación de estas barreras en las carreteras estatales.
Un problema importante que reduce la eficacia de las barreras de cable es su instalación por fuera de la explanación, especialmente en pendientes o depresiones.5 Finds Freeway Barrier Hazards ; KPHO CBS 5; Retrieved on October 24, 2008. Se han presentado litigios en Arizona con respecto a la instalación incorrecta de barreras de cable. Una demanda por homicidio culposo resultó en un acuerdo de un millón de dólares con el estado.Significant Cases ; Torres. En el estado de Washington, se presentaron numerosas cartas al Departamento de Transporte quejándose de la instalación de barreras de cable.Appendix C ; WS Dot; PDF file
Especificaciones comunes