En el marc de la seguretat viària, l'objectiu prioritari és reduir la sinistralitat de les carreteres i, en cas de que es produeixi un accident, la probabilitat de patir danys greus.
A l'any 2015 es van registrar 1.126 víctimes mortals i 4.843 persones ferides en vies interurbanes de Espanya (dades de la Direcció General de Trànsit).
Entre els tipus d'accidents que es van produir, el més comú són les sortides de via que van representar un 40 % dels accidents mortals.
Amb l'objectiu de minimitzar aquesta classe d'accidents, es disposen de diferents tipus de sistemes de contenció per ajudar a redirigir o esmorteir el desviament del vehicle de la via.
A més, per ajudar a evitar aquesta anomalia, és imprescindible un correcte condicionament de la carretera en tots els sentits i de la col·laboració de tots els actors implicats.
Atesa la importància d'aquest tipus d'accidents i amb l'objectiu de disminuir la gravetat d'impacte, en l'any 2010, a l'àmbit europeu es va redactar la Norma EN1317 que classifica els sistemes de contenció en 3 classes (A, B i C) segons el seu nivell de severitat d'impacte.
A Espanya, mitjançant la circular 35/2014 solament es permet la instal·lació de sistemes de contenció de classe A o B.
A l'any 2011, no hi havia empreses espanyoles dels sector de la construcció de barreres de formigó in situ en possessió d'un certificat de classificació A o B dels seus productes.
En conseqüència, les empreses EIFFFAGE, FCC - SERVIA CANTO, GIVASA i IDIADA amb la col·laboració de la Universitat Politècnica de Catalunya van definir una estratègia d'actuació per poder complir amb els requisits normatius necessaris per aconseguir la classificació amb una nova barrera de formigó in situ.
En aquest context, la tesis doctoral amb el títol de "Disseny d'una nova barrera de formigó in situ " recull el treball realitzat en el projecte centrant-se particularment en aquells aspectes més nous i genuïns de la investigació.
L'objectiu principal de la tesi doctoral és dissenyar un perfil de barrera de formigó in situ de classe A o B que garanteixi una millora en les prestacions de seguretat de les actuals barreres que s'estan instal·lant.
Però no només es busca una nova barrera que sigui més segura, sinó que també compleixi una sèrie de requisits perquè sigui viable la seva construcció.
S'ha de complir que la nova barrera sigui segura, econòmica, innovadora, respectuosa amb el medi ambient, sostenible i econòmica.
D'aquesta manera, complint amb aquests requisits, la barrera serà competitiva per a la seva implantació a la xarxa viària.
Factors a complir amb la nova barrera
Per avaluar la severitat d'impacte, la Norma EN 1317 estableix diferents tipus d'assajos entre els que destaca l'assaig tipus TB11.
L'assaig TB11 es basa en un cotxe de 900 kg de massa, a una velocitat d'impacte de 100 km/h i amb un angle d'impacte de 20o.
Els valors de referència per mesurar la severitat d'impacte són els índexs ASI i THIV.
L'índex ASI és un paràmetre en el que s'estima de forma indirecta a través del valor de les acceleracions, els moviments que té una persona situada en el seient davanter més proper al lloc de l'impacte.
L'índex THIV és la velocitat del cap del conductor quan impacta en l'interior del vehicle.
Segons els valors d'aquests paràmetres, les barreres es classifiquen en les classes A,B i C.
Classificació dels índexs de severitat d'impacte segons la Norma EN1317
Per donar resposta a l'objectiu principal de dissenyar una nova barrera de formigó in situ de classe A o B, la tesi doctoral es divideix en 3 línies principals d'investigació: disseny d'una nova forma de perfil de barrera, dissipació global de l'impacte i disseny estructural.
En aquesta primera línia d'investigació, el treball se centra en l'estudi de la forma geomètrica de perfil més òptima.
Per això, s'inicia d'acord amb una forma de perfil de referència, la proposició de nous perfils usant simulacions numèriques amb el programa LS-DYNA, i segons l'anàlisi dels resultats obtinguts de la modelització es contrasten els resultats amb un assaig a escala real.
Gràcies a aquest estudi es determina quines són les variables geomètriques claus i els seus rangs de valors per reduir la severitat d'impacte.
La segona línia d'investigació es basa en millorar les prestacions de severitat d'impacte obtingudes en la primera línia d'investigació.
En aquest cas, s'implementen una sèrie de mesures mecàniques sobre la barrera de formigó per tal de dissipar i minorar l'energia d'impacte.
L'objectiu se centrava en la barrera, la qual absorbiria part de l'energia d'impacte en lloc del cotxe.
La tercera línia d'investigació se centra en l'estudi de resistència estructural de la barrera enfront l'impacte d'un vehicle.
En la normativa vigent no només s'exigeix que una barrera de seguretat tingui un cert nivell de severitat d'impacte, sinó que, a més, ha de tenir un cert nivell de contenció.
En aquesta fase, bàsicament s'analitza estructuralment la resistència de l'impacte d'un vehicle amb l'ús del mètode de línies de trencament.
Imatges d'un assaig de simulació i d'un assaig real i metodologia de les propostes de perfil simulades i assajades.
Un cop desenvolupada cada línia d'investigació s'extreuen els resultats següents -que s'han obtingut gracies a la realització de més de 100 simulacions numèriques i 11 assajos d'impacte real (assaig tipus TB11):
Disseny d'una nova forma de perfil de barrera
La forma geomètrica amb millors resultats ha estat el perfil 51.
Cal destacar els valors geomètrics del plint i els angles d'inclinació com a factors clau per la severitat d'impacte i pel comportament del vehicle durant l'impacte i postimpacte.
S'han adoptat les mesures mecàniques següents per tal que la barrera absorbeixi part de l'energia d'impacte:
Tot seguit es mostren diferent fotografies de les mesures aplicades.
Addicionalment, en aquesta fase d'estudi s'ha formulat una fórmula empírica basada en les dades mecàniques de disseny d'una barrera tipus amb la qual cosa s'aconsegueix obtenir el valor de desplaçament i el valor de índex ASI.
Sobre la base dels resultats obtinguts d'aquesta tesi, els valors de precisió de la fórmula se situen en una variació entre un -6% i +10% del valor real.
Sobre la base de les formes de trencament més usuals que es produeix en carreteres, trencament en forma ovoide o trapezoidal a la coronació de la barrera, resulta convenient:
D'acord amb els resultats obtinguts de cada fase d'estudi de la tesi es conclou:
Redactat de la noticia: Jordi Cañas Gallart i Marga Torre
Per saber-ne més: Jordi Cañas Gallart
Eficiència constructiva, Seguretat viària, Nous materials i sistemes auxiliars