Barandas seguras para puentes y viaductos

Aunque existen diferentes tipos de barandas para puentes y viaductos instaladas en Argentina,  tanto sea de hormigón como metálicas, ninguna de ellas fue ensayada de acuerdo a normas o criterios pre establecidos como es el caso de la Norma NCHRP 350 o la nueva Norma MASH de  Estados Unidos y la EN 1317 de la Unión Europea.

Si bien las barandas actuales en uso cumplen la función de “custodia” o “resguardo” del borde o elemento terminal del puente o viaducto, ninguna tiene la capacidad de absorber adecuadamente el impacto de un vehículo, sea este automóvil o camión que por cualquier circunstancia llegue a salir de su itinerario e impacte sobre la baranda propiamente dicha.
Últimamente, se registraron varios casos de impactos contra barandas de puentes con consecuencia fatales para los ocupantes de esos vehículos. Uno de los casos más emblemáticos fue el accidente ocurrido en el puente de la Ruta Nacional 34 en el km 956, que a pesar de la tragedia ocurrida, la baranda del puente fue reconstruida en las mismas condiciones anteriores al accidente. Ese es uno de los ejemplos de la importancia que el tema tiene en nuestro medio a pesar de toda una serie de accidentes fatales que se produjeron en distintos lugares de la red vial contra barandas de puentes producidos por automóviles, camiones y ómnibus.
En los últimos tiempos, se adoptó para algunos viaductos y puentes, barandas de hormigón con un perfil tipo New Jersey que se vino utilizando básicamente en los Estados Unidos de América. Sin embargo, en ese país, se produjeron muchas veces, impactos sobre ese tipo de baranda de hormigón cuyas fallas se vieron influidas por el tiempo o duración de la carga.
Una suave carga al hormigón, es lo que se supone que se produce, cuando se diseña ese tipo de baranda con una fuerza admisible o un factor de carga durante el cual, el hormigón, puede distribuir la carga relativamente en forma lenta y actuando en su totalidad las barras de refuerzo. Por cierto que el hormigón se exhibirá como un elemento post tensionado predecible.
Cuando se diseña una baranda para soportar el impacto de un vehículo, existen métodos tradicionales y convencionales de distribución de las cargas longitudinales y verticales a través del hormigón y en la losa del puente propiamente dicha. En general, esos métodos no son verificados en el laboratorio o en el lugar para determinar la duración de la carga.
La fuerza del impacto que pueda llegar a recibir una baranda de hormigón integrada a la estructura de un puente o viaducto no tiene límite hasta producirse la falla de la losa propiamente dicha; de ese modo la losa de un puente o viaducto, deberá ser muy fuerte, mucho mayor que en el caso de instalar una baranda metálica anclada sobre la losa del viaducto.
Últimamente, se comenzó a utilizar en Europa y también en Estados Unidos barandas metálicas  con un perfil tipo New Jersey ancladas a la losa del puente o viaducto de modo de transferir básicamente la energía cinética del vehículo que la impacte en deformación del vehículo impactado, deformación de la baranda metálica propiamente dicha y la energía restante,  transmitida al sistema de anclajes de la baranda con la losa, reduciendo de ese modo la energía que pueda llegar a ser transmitida por el impacto del vehículo a la losa del puente o viaducto.
Lo interesante de este sistema de baranda metálica es que:

  • Se adecua para ser instalada en puentes o viaductos que deben ser restaurados.
  • Su peso es de 104 kgs/m lineal comparado con el de hormigón que es de aproximadamente 800 a 1000 kgs/ml.
  • Este tipo de baranda metálica actúa en “forma amistosa” con las motocicletas en el caso de sufrir accidentes con deslizamiento.
  • Puede integrarse con una pantalla anti sonora de hasta 5,50 mts del total de la altura y puede ser transparente o en aluminio o en una combinación de transparente y aluminio.

    Baranda metálica para puentes y viaductor con perfil New Jersey.
  • Su rápida instalación reduce costos.

La conclusión a la que se llegó en los países de la Unión Europea es que las barandas metálicas ancladas a la losa de un puente o viaducto y los esfuerzos (energía cinética) trasmitidos por los impactos de vehículos contra las mismas, se transforman en deformación tanto en el vehículo como en la baranda impactada, siendo mínimos los esfuerzos restantes que puedan llegar a trasmitirse sobre la estructura del puente o viaducto.
Siendo las barandas para puentes y viaductos, dispositivos de seguridad importantes y cuya función principal es evitar la penetración de los vehículos que puedan llegar a impactarlas, su diseño debe ser ensayado previamente con impactos reales que garanticen la función de contener y redirigir al vehículo que la impacte.

 

CARACTERÍSTICAS DE LA BARANDA MDS

Está diseñada para poder redirigir grandes vehículos (de 38 toneladas) que puedan impactarla y pueda absorber la energía cinética generada por un impacto que sobrepase los 700.000 (kJ).
Esta baranda presenta una cara con un perfil similar a las barandas tipo New Jersey que permite a un vehículo pesado poder rodar por encima de la misma sin afectar su desplazamiento en el puente o viaducto. Las características de deflexión tienen un efecto significativo en su comportamiento final ya que permite un re direccionamiento más suave del vehículo que lo impacta y en consecuencia un menor ángulo de giro que en el caso de una baranda rígida.
El comportamiento frente a las normas NCHRP 350, la MASH y la EN-1317 de ensayo en escala real, aseguran un comportamiento eficiente ante el impacto de un vehículo, liviano o pesado.
En cuanto a los costos, debe tenerse en cuenta su costo inicial de construcción e instalación, es decir los costos directos pero también los indirectos, pudiendo mencionarse en éstos últimos, los  de los usuarios durante el período de construcción y mantenimiento a largo plazo y los costos de los usuarios debido a los impactos contra la baranda (efectos sobre el conductor y los acompañantes y efectos sobre el vehículo impactado).
En lo referente a la experiencia de campo, es importante analizar el comportamiento en servicio de las barandas ya instaladas que representan una cantidad muy importante en el caso de las barandas MDS. La cuestión estética juega también un rol esencial en la toma de decisiones, sobre todo en el caso de ser instalados en viaductos localizados en zonas urbanas.
Las barandas fueron ensayadas en escala real para el Nivel de Ensayo TL-5 que corresponde a vehículos de 820 a 2.000 kilogramos para velocidades de hasta 100 kms/hora y para camiones de hasta 36 toneladas con una velocidad de 80 kms/hora y ángulos de impacto de 20º, 25º y 15º grados respectivamente. Por otro lado, se fabrica en chapa de acero lo que hace que el sistema sea muy liviano, y equivalga aproximadamente a un 16% del peso de una baranda de hormigón del mismo nivel de contención TL-5.
Cada tramo tiene una longitud de seis metros y requiere de dos placas de anclaje que se fijan a la losa del puente o viaducto mediante cuatro pernos de 18 mm de diámetro instalados a una profundidad de 130 mm  que son fijados a la losa. A su vez, cada placa de anclaje tiene dos pernos de fijación que son los que se ajustan a la baranda en el momento de su instalación.
La tecnología de la baranda MDS elimina la necesidad de hierros de refuerzo adicional ya que el momento de flexión está por debajo de los 68 (kN-m/m) gracias a las “placas disipadoras de energía” que transfieren una carga mínima a la losa del puente o viaducto.
El mantenimiento es de muy bajo costo ante el impacto de un vehículo ya que la estructura propiamente dicha, lo absorbe sin dañar la chapa. La experiencia de los sistemas instalados fue muy favorable al comparar los costos de mantenimiento de las barandas de hormigón.
Finalmente, tienen la ventaja de poder incorporar los elementos necesarios para instalar las pantallas anti ruido. Estas fueron incluidas cuando se hicieron los ensayos a escala real para obtener la certificación de la NCHRP 350, la MASH y la EN-1317 a un nivel TL-5.