Iluminando el camino: avances en la demarcación vial retroreflectante

*Por Verónica Mechura y Luis Delbono (LEMaC UTN FRLP CIC PBA).

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1. Introducción

Las marcas viales juegan roles importantes en la seguridad vial, desde guiar el flujo del tránsito y delinear carriles, hasta mejorar la visibilidad y reforzar señalizaciones, asegurando una conducción segura y ordenada. Además, existen estudios que demuestran cómo la retrorreflexión de las marcas viales mejora significativamente la visibilidad nocturna, permitiendo a los conductores continuar su camino en dicha condición. Esta característica es decisiva para proporcionar información esencial sobre las carreteras y las acciones que los conductores deben tomar, mejorando así la seguridad y la movilidad del tránsito. Para lograr que la demarcación presente este fenómeno de retrorreflexión se adicionan microesferas a los materiales base para conformar lo que comúnmente se denomina marca vial. El material base utilizado puede ser termoplástico, plástico en frío o pinturas. En la Figura 1, se presenta una fotografía de un material termoplástico con microesferas sembradas del lado izquierdo y, el material sin el agregado de microesferas a la derecha. Es posible observar que el flash de la cámara evidencia el efecto que produce la iluminación de los vehículos en condiciones nocturnas en el caso de las microesferas sembradas.

La degradación de las marcas viales es un fenómeno inevitable que compromete la seguridad vial a lo largo del tiempo. A pesar de su importancia para la orientación y seguridad de los conductores, estos elementos están constantemente expuestos a factores ambientales y físicos que deterioran su visibilidad y efectividad.

De forma general, los principales factores que influyen en la degradación de la demarcación horizontal (Figura 2) son:

• Acción climática sobre la demarcación: el clima afecta directamente la eficacia de las marcas viales, desde su durabilidad hasta cómo se aplican. La lluvia complica la visión de los conductores durante el día, mientras que, por la noche, el brillo de los faros del vehículo, el uso del limpiaparabrisas y el pavimento mojado pueden hacer que la conducción sea un desafío. Sumado a esto, la acumulación del agua de lluvia puede disminuir rápidamente la visibilidad de las marcas en el pavimento.
• Material utilizado en la demarcación: la elección del material base para conformar la demarcación horizontal de nuestras vías refleja un compromiso con la seguridad y la sostenibilidad. Se utilizan desde pinturas a base de agua hasta termoplásticos y plásticos en frío, cada material se debe seleccionar considerando múltiples aspectos tales como el volumen de tránsito, las condiciones específicas a las que se encuentra sometido, buscando siempre garantizar la máxima visibilidad y durabilidad. Un estudio reveló que algunas tecnologías de pinturas a base de agua, que presentan un mayor compromiso con el ambiente, muestran mejor resistencia al desgaste comparadas con las solventes. Sin embargo, se muestran susceptibles al efecto de lluvias inesperadas, especialmente en condiciones de humedad y baja temperatura. Este aspecto plantea desafíos que se deben tener en cuenta en los ensayos de desempeño de las marcas viales.
• Tipo de pavimento y textura superficial: la durabilidad y la visibilidad de la señalización del pavimento están determinadas en gran medida por el tipo y la condición del sustrato. Los materiales del sustrato sobre los que se aplican las marcas de pavimento se dividen en dos categorías: pavimento de hormigón (rígidos) y pavimento asfáltico (flexibles). La interacción entre las marcas viales y el tipo de pavimento subyacente es una importante área de estudio. Investigaciones recientes han demostrado cómo la textura y la condición del pavimento —pavimento rígido o flexible— determinan la efectividad de estas guías visuales. Entre ellos, Zhang et al. (2013) en EEUU., destacan cómo las superficies con texturas más rugosas pueden requerir un mantenimiento más frecuente de las marcas viales. Por otro lado, Hawkins y Smadi (2011) estudian superficies de pavimentos flexibles con textura alta (seal coat) y observan valores de retrorreflexión más bajos en el material de marcado cuando son comparados con superficies más lisas. Además, destacan otras características, tales como: rápido deterioro de la retrorreflexión para los termoplásticos, dificultad de cubrir todos los agregados cuando se emplea el espesor típico de termoplásticos aplicados por spray. Estos hallazgos demuestran la necesidad de unificar criterios en los ensayos de durabilidad y visibilidad, acentuando que la búsqueda de vías más seguras es una tarea en la cual cada elemento, desde la composición del pavimento hasta el tipo de material utilizado, juega un papel fundamental.
• Posición de la demarcación: la investigación de Salles et al. (2015) resalta cómo el tipo de material utilizado, la ubicación específica de las marcas y el constante paso de vehículos juegan un rol importante en la efectividad de las marcas. En este trabajo manifiestan que no todas las marcas viales se desgastan de igual manera. Por ejemplo, las marcas transversales, tales como las sendas peatonales o líneas de frenado, sufren un desgaste notable. Esto se debe al contacto constante con los neumáticos, que deja huellas específicas y erosiona las marcas más rápidamente. Por otro lado, las marcas en el centro de la carretera mantienen mejores niveles de retrorreflexión que las ubicadas en los bordes. Esto se debe a que los bordes suelen acumular suciedad, lo que ensucia la marca y disminuye la capacidad de reflejar la luz de las marcas hacia los conductores, haciéndolas menos visibles. Este estudio resalta la importancia de considerar todos estos factores cuando se planea la demarcación de las carreteras, asegurando que todas nuestras marcas viales sean tan duraderas y visibles como sea posible.
• Acción del tránsito (volumen y composición): el Tránsito Medio Diario Anual (TMDA) es un parámetro utilizado para la selección de técnicas de marcado. En vías con un tránsito denso y constante, se suele optar por soluciones como termoplásticos aplicados en caliente. Además, la composición del tránsito puede afectar la vida útil de estos materiales. Por ejemplo, las rutas que soportan un flujo continuo de camiones pesados o colectivos experimentan un desgaste más acelerado de sus marcas viales comparadas con aquellas predominadas por autos y motos.

Aunque hemos explorado una amplia gama de factores que influyen en la efectividad y durabilidad de las marcas viales, es necesario reconocer que cada situación es única. La selección de materiales para la demarcación horizontal no es una decisión que se pueda tomar a la ligera, ni basada exclusivamente en recomendaciones generales. La realidad es que lo que funciona en una carretera puede no ser adecuado para otra, dada la diversidad de condiciones a las que están expuestas las distintas vías. Por lo tanto, resulta imprescindible llevar a cabo estudios detallados sobre la durabilidad de los materiales de las marcas viales en contextos específicos. Estos estudios no solo deben evaluar cómo se comportan los materiales bajo condiciones reales de tránsito y climáticas, sino también cómo responden a los desafíos particulares de cada entorno. Solo a través de este análisis minucioso es posible garantizar la selección de sistemas de demarcación vial que ofrezcan las mejores condiciones de visibilidad, durabilidad y seguridad para todos los usuarios de la carretera.

• Desafíos actuales

En el ámbito de las marcas viales, es una prioridad entender cómo estos elementos esenciales de la seguridad vial resisten el paso del tiempo y las adversidades del clima y el tránsito. Tanto fabricantes como aplicadores buscan métodos fiables para predecir el desempeño de estos materiales a lo largo de su vida útil. Alrededor del mundo, se utilizan diversas técnicas para garantizar que las marcas sean duraderas y visibles. En Argentina, por ejemplo, se lleva a cabo un método denominado “ensayo de referencia” que consiste en aplicar marcas viales en segmentos específicos de las carreteras y observar cómo resisten al paso del tiempo. En cambio, en los Estados Unidos y Europa, se encuentran ensayos normalizados para la evaluación de la durabilidad. Se tiene, por un lado, los lineamientos para realizar pruebas de campo establecidos en las normas ASTM D713 en EE.UU. y UNE EN 1824 en Europa. Y, por otro lado, el procedimiento de ensayo en los simuladores de desgaste que establecen un valor de pasos de rueda para evaluar la durabilidad de acuerdo a la norma EN 13197. Estos últimos, permiten obtener una visión preliminar de cómo se comportarán las marcas ensayadas con el tiempo en un lapso mucho más corto que las pruebas tradicionales, pero presentan la desventaja de que existen contados equipos disponibles y es muy costosa su construcción. En contraste, en EE.UU., el enfoque utilizado se centra en pruebas de campo a través del programa NTPEP (National Transportation Product Evaluation Program), evaluando las marcas viales en condiciones de tránsito y climas variados. Este método proporciona datos sobre cómo las marcas resisten el uso diario en diferentes entornos, aunque requiere el uso de carriles exclusivos y es necesario un período de tiempo más extenso, generalmente dos años. Es evidente que ambos enfoques enfrentan desafíos. Los ensayos de campo dependen en gran medida de las condiciones específicas del lugar, mientras que los simuladores de desgaste son costosos y escasos. Por último, los métodos actuales para evaluar la abrasión de las pinturas pueden no reflejar con precisión las condiciones reales de las marcas en la carretera.

Esta disparidad en los métodos de prueba, y la falta de normativa específica en nuestro país subraya la necesidad de desarrollar nuevos procedimientos que sean prácticos, económicos y que puedan predecir fielmente cómo los distintos materiales responderán al tránsito real. De esta forma, la finalidad es encontrar formas efectivas y simples de comparar materiales y técnicas utilizando equipos viales, para que las marcas viales sean duraderas, y que, de esta forma contribuyan de manera significativa a nuestra seguridad vial.

• Innovaciones y Avances Tecnológicos

Los ensayos implementados en el centro de investigaciones viales LEMaC buscan evaluar el comportamiento de las marcas viales en el tiempo considerando el efecto de la humedad y el tránsito de vehículos. En los estudios realizados, se prioriza el desarrollo de metodologías sencillas que combinan la accesibilidad para laboratorios viales con la capacidad de simular las condiciones reales a las que se enfrentan las marcas viales. En este artículo, se presenta el uso del equipo de abrasión por vía húmeda WTAT (Wet Track Abrasion Tester), utilizado en el diseño de lechadas asfálticas. En este caso, se realiza la valoración del material a través de la evolución de las propiedades esenciales. Las mismas son la retrorreflexión, luminancia en condiciones de iluminación difusa, resistencia al deslizamiento y el aspecto visual luego de distintas instancias de ensayo.

En la prueba realizada se utiliza una sistemática de ensayo que consiste en el uso de una chapa cincada sobre las que se aplica la marca vial conformada con pintura acrílica base solvente sobre la que se siembran microesferas acordes al material. La muestra así conformada, se coloca en un recipiente con agua por el transcurso de una hora y se ensayan 5 minutos en el agitador mecánico utilizado para el ensayo lechadas asfálticas (Figura 3).

Este procedimiento se reitera y, luego de cada instancia de ensayo, se evalúa la retrorreflexión, luminancia, la resistencia al deslizamiento, el aspecto visual mediante una cabina preparada para tal fin. Estos resultados se presentan en la Figura 4 y Figura 5.

Los resultados obtenidos con la evaluación del retrorreflectrómetro revelan que, inicialmente, la luminancia y la retrorreflexión de las marcas viales mejoran, probablemente debido a la eliminación de microesferas excedentes que, al principio, oscurecen las pinturas. Sin embargo, con el tiempo, estos valores tienden a disminuir, lo que sugiere un desgaste gradual de la retrorreflexión. Este efecto es coincidente con algunas curvas de degradación estudiada en pruebas de campo por varios autores (Thamizharasan et al., 2003.; Sarasua et al. 2003). En cambio, la resistencia al deslizamiento aumenta, indicando que la pérdida de microesferas genera una superficie más áspera.

En la Figura 5 es posible observar la evolución de la muestra, en cuanto a visibilidad, durante cada instancia del ensayo, utilizando la cabina de evaluación visual implementada en el centro. La misma permite analizar las marcas viales bajo diferentes condiciones de luz, imitando tanto la luz diurna como la nocturna.

De esta forma se refleja un segmento del progreso actual en la investigación sobre señalización vial, pero, además es un llamado a la acción para fomentar una colaboración entre investigadores, fabricantes de materiales, y autoridades viales. La concordancia entre estos actores es fundamental para superar los desafíos inherentes a la señalización vial y para garantizar que nuestras carreteras respondan efectivamente a las demandas de una sociedad que evoluciona constantemente.

• Conclusiones

En resumen, este trabajo ayuda a comprender la complejidad y la importancia de las marcas viales y a reconocer su papel fundamental en la guía y seguridad del tránsito. La durabilidad, la retrorreflexión en distintas condiciones y la sostenibilidad de los materiales son desafíos clave en la búsqueda de una infraestructura vial que pueda adaptarse a las demandas que aparecen con la llegada de nuevas tecnologías.

Este enfoque permite a los laboratorios viales obtener información sobre la durabilidad y el desempeño de las marcas viales en condiciones simuladas de tránsito y humedad.

Este artículo no solo refleja parte del estado actual de los trabajos que se vienen desarrollando sobre señalización vial, sino que busca resaltar la importancia de la colaboración continua entre investigadores, fabricantes y autoridades viales para superar estos desafíos y garantizar que nuestras carreteras se mantengan a la altura de las necesidades de una sociedad en constante evolución.

• Referencias

Babić, D., Burghardt, T. E., & Babić, D. (2015). Application and characteristics of waterborne road marking paint. International Journal for Traffic and Transport Engineering, 5(2), 150-169.

de Salles, L. S., da Silva Pereira, D., Teixeira, D. L. K., & Specht, L. P. (2015). Avaliação retrorrefletiva de pintura de demarcação horizontal: peculiaridades e considerações sobre a norma e os requisitos mínimos nacionais. Transportes, 23(3), 5-17.

Mechura V., “Nuevas tecnologías en recubrimientos retrorreflectantes para demarcación vial”, [Ph.D. dissertation], UTN FRLP, Bs. As., Argentina, 2021. [Online]. Available: http://www. https://ria.utn.edu.ar/handle/20.500.12272/5919.

Mechura, V., Lopez, A. (2023), Visibilidad de los sistemas de recubrimientos de demarcación vial, Revista Vial, 153,16-20.

Migletz, J., Fish, J. K., & Graham, J. L. (1994). Roadway delineation practices handbook (No. FHWA-SA-93-001). United States. Federal Highway Administration.

«Reflective road markings improve visibility & safety.» (n.d.). World Highways. Recuperado de www.worldhighways.com/wh11/feature/reflective-road-markings-improve-visibility-safety

Sarasua, W. A., Clarke, D. B., & Davis, W. J. (2003). Evaluation of interstate pavement marking retroreflectivity (No. FHWA-SC-03-01,).

Schweigger, E. (2005). Manual de pinturas y recubrimientos plásticos. Ediciones Díaz de santos.

Smadi, O., Hawkins, N., & Bektaş, B. A. (2011). Roadway Lighting and Safety: Phase II-Monitoring Quality, Durability, and Efficiency.

Thamizharasan, A., Sarasua, W. A., Clarke, D. B., & Davis, W. J. (2003, January). A methodology for estimating the lifecycle of interstate highway pavement marking retroreflectivity. In 82nd Annual Meeting of the Transportation Research Board of the National Academies, Washington, DC.

Zhang, G., Hummer, J. E., Rasdorf, W., & Mastin, N. (2013). The impact of pavement type and roughness on paint marking retroreflectivity. Public Works Management & Policy, 18(1), 41-55.