La contaminación de aguas subterráneas, un recurso natural amenazado

En el presente artículo vamos a tratar un tema de vital importancia para la salud del Planeta, la contaminación de aguas subterráneas. La mayoría del agua dulce disponible en la Tierra es agua subterránea.

El agua subterránea es el gran recurso oculto, su imagen se suele asociar a la de grandes ríos o lagos subterráneos, sin embargo la realidad es muy diferente, debemos asemejarla al agua dentro de una esponja, siendo la esponja los poros y grietas del suelo.

En muchos casos los acuíferos se encuentran sobreexplotados, pues son sometidos a ritmos de explotación que superan su capacidad de renovación natural.

Contaminación de aguas subterráneas

El otro gran problema ambiental que afecta a los acuíferos es la contaminación. Beber agua subterránea contaminada puede tener efectos graves para la salud, e incluso a largo plazo puede derivar en ciertos tipos de cáncer. Los ecosistemas que dependen de la descarga de acuíferos también pueden sufrir daños por la entrada de contaminantes.

La contaminación se puede producir cuando la lluvia se infiltra a través del suelo, se pone en contacto con las fuentes de contaminación presentes en él y las arrastra hacia las aguas subterráneas. Otras veces la entidad del derrame o fuga es lo suficientemente grande, que el propio contaminante llega a las aguas subterráneas sin la ayuda de la infiltración del agua de lluvia.

Una vez que los contaminantes llegan a las aguas subterráneas, tienden a formar un concentrado y fluye junto a éstas, denominado pluma de contaminación. El lento movimiento de los acuíferos, hace que en algunos casos la contaminación no se detecte hasta pasados varios años, llegando a movilizarse ampliamente hacia otras zonas. 

Las principales fuentes de contaminación de las aguas subterráneas son:

Naturales: El agua subterránea contiene algunos compuestos de origen natural que dependen de la naturaleza del material geológico a través del cual el agua se mueve y la calidad del agua de recarga. Algunos acuíferos tienen una alta concentración natural de constituyentes disueltos tales como el arsénico, boro y selenio. El efecto de estas fuentes naturales de contaminación de las aguas subterráneas en la calidad, depende del tipo de contaminante y de sus concentraciones.

Agrícolas: Los principales rasgos distintivos de la contaminación de origen agrícola son su carácter difuso y la necesidad de que los contaminantes atraviesen la zona no saturada hasta llegar al acuífero. Además del aporte de multitud de sustancias químicas derivados de pesticidas y herbicidas, uno de los principales problemas ambientales es el exceso de nitratos y fosfatos procedentes de los fertilizantes. La posterior descarga del acuífero sobrecargado de nutrientes (N y P) a una masa superficial, provoca la eutrofización de lagos, embalses y estanques. El resultado final puede ser la inutilización del suministro de agua potable o un ecosistema casi destruido.

Contaminación de aguas subterráneas

Industriales: La actividad industrial requiere la fabricación, procesamiento, transporte y el almacenamiento de numerosos compuestos químicos tóxicos. Algunos se pueden filtrar hasta los acuíferos por derrames, fugas, o el manejo inadecuado. Otras fuentes industriales de contaminación son los vertidos industriales a pozos ciegos o por filtraciones desde los sistemas previstos para su depuración.

Residenciales: Los vertidos de aguas residuales pueden ser una fuente de muchos tipos de contaminantes de las aguas subterráneas, incluyendo bacterias, virus, nitratos procedentes de residuos y compuestos orgánicos.

Contaminación de aguas subterráneas

Otros son productos químicos del hogar, como pinturas, detergentes, disolventes, aceites, medicamentos, desinfectantes, pesticidas, pilas, etc..

Los pozos de inyección utilizados para la eliminación de las aguas residuales domésticas pueden afectar a calidad del agua subterránea para consumo si están situados cerca de pozos de abastecimiento.

Del mismo modo, los desechos urbanos acumulados en los vertederos, pueden contaminar el suelo y originar posteriormente la lixiviación de compuestos tóxicos a las aguas subterráneas.

Jorge Marcos Filgueira, profesor del Máster Internacional en Ingeniería y Gestión Ambiental

Máster Internacional en Ingeniería y Gestión Ambiental

Paredes de contención para evitar las inundaciones

La fuerza del agua es descomunal y los que habitan alrededor de los ríos saben de las catástrofes que pueden provocar cuando estos se desbordan. Los habitantes de Grein (Austria) sufrieron varias riadas durante 2012, los diques y muros de carga no fueron suficientes para contener la fuerza del Danubio, por ese motivo han instalado estas paredes de contención.

El sistema ha sido inventado y patentado por la empresa británica Flood Resolution, que llevaron a cabo una prodigiosa obra de ingeniería, ya que, por las condiciones climáticas de la zona la instalación no se debía alargar mucho en el tiempo.

Como podéis ver en el siguiente vídeo la efectividad de estas paredes de contención es espectacular:

 

Cada una de estas paredes de contención puede elevarse hasta los 4,6 metros de altura, son instaladas sobre unos cimientos impermeables a los que se fijan vigas de acero para que actúen como guías. En ellas se colocan paneles de acero reforzado que actúan a modo de persiana para subir o bajar en función del caudal del río.

Paredes de contención en Greim

Este sistemas de paredes de contención se puede instalar rápidamente y permite seleccionar la altura deseada para evitar que las aguas penetren en las calles de la ciudad e incluso si la situación llegase a empeorar se puede añadir más altura a través de las guías.

Fuente: www.lavozdelmuro.net

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El futuro del tratamiento de minerales

Dentro del marco de la investigación y desarrollo de nuevas técnicas para el tratamiento de minerales, se ha venido desarrollando, en Europa, el Proyecto BIOMOre, el cual está fundado por el programa de investigación e innovación Horizonte Europeo 2020, y tiene como objetivo extraer metales desde las zonas profundas mineralizadas en Europa combinando la tecnología de la minería tradicional con las nuevas técnicas de biolixiviación.

Este Proyecto se enfoca en desarrollar y optimizar conceptos tecnológicos para la recuperación in-situ de metales de las capas de sulfuros profundos de las menas metálicas. En Europa existen minas que han sido explotadas hasta los 1.000 metros de profundidad, horizonte en el cual se consideraba que no era económicamente viable continuar con la explotación, aunque todavía existiesen menas ricas en mineral. Ahora, con esta tecnología, se podría continuar estas explotaciones hasta profundidades mayores a los 1.500 metros, siendo la alternativa estos nuevos métodos de tratamiento de minerales.

La fase actual de proyecto tiene en consideración los estudios de los procesos físico y químico del tratamiento mineral in-situ (lixiviación) de la mena en los diferentes niveles de las minas subterráneas, así como sus repercusiones ecológicas y económicas; pero no tiene en cuenta las perforaciones necesarias para llegar a las menas desde la superficie.

Una posible solución a este problema sería usar la tecnología de la Fractura Hidráulica (Fracking), señalan desde KGHM Polska una de las empresas que están liderando este proyecto.

El fracking se base en generar fracturas a lo largo del pozo, normalmente perpendiculares al eje horizontal de éste. Las fracturas generadas se extienden a una distancia de unos 300 metros desde el pozo, mientras que en el rango de la penetración vertical no excede de 200 metros. El siguiente paso consiste en contener sin que se cierren las fracturas mediante un agente de sostén (proppant), éste suele ser arenas silíceas o cerámicas especiales que son añadidas al fluido de fractura.

Tratamiento de minerales

La idea es simple: mediante métodos de fractura hidráulica se pretende llegar a menas de sulfuros muy profundos, que no sea económicamente viable construir la infraestructura de una mina subterránea, e inyectar en el fluido de fractura las bacterias necesarias para acelerar el tratamiento de los minerales (separación) y recuperarlos en superficie.

El principal beneficio de este modelo es que no sería necesario la construcción de minas subterráneas profundas con toda su infraestructura; y potencialmente también se evitarían la gran cantidad de estériles que se generan tanto en la mina como en el procesado de los metales, reduciendo así el impacto medioambiental de los proyectos mineros y mejorando la aceptación social de los mimos.

Así mismo también existen desventajas. La principal de ellas es que la biolixiviación, según el desarrollo de esta tecnología en este momento, es un proceso más lento si se compara con tecnología actual de tratamiento de minerales; está claro que, con el desarrollo de estas nuevas técnicas, esta diferencia irá desapareciendo con soluciones como una mayor abertura de las fracturas o el uso de bacterias más efectivas y eficientes.

Otro aspecto a tener en cuenta es que las bacterias pueden ser muy sensibles a la presencia de toxinas presentes en el mineral que podrían afectar a la actuación de la biolixiviación, así mismo, estas bacterias deben ser capaces de desarrollar su actividad a las elevadas temperaturas y humedades presentes en grandes profundidades.

Esta forma de tratamiento de minerales está teniendo buenos resultados con depósitos de sulfuros primarios y refractarios y con menas de uranio, pero no así con depósitos de platino y plata.

Así las cosas, si se encuentran las bacterias adecuadas para el tipo de mena que se pretende explotar y las técnicas de fractura hidráulica dan resultados efectivos; el futuro de esta forma de tratamiento de los minerales pasaría por desarrollar una planta piloto en superficie donde se puedan recuperar los metales así extraídos.

Héctor Felipe Cañón, profesor del Máster en Minería, Planificación y Gestión de Minas y Operaciones Mineras

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Inauguran en China el puente de cristal más alto y largo del mundo

Recientemente en China se ha inaugurado el puente de cristal más alto y largo del mundo. Una obra de ingeniería majestuosa alzada a 300 metros de altura sobre el cañón del parque natural de Zhangjiajie.

Nada más ser inaugurado este puente de cristal ha batido diez récords, ya que, entre otros hitos se ha convertido en el más largo (375 metros de longitud suspendidos en el aire) y cuenta con la plataforma a mayor altura para hacer “puenting”.

La pasarela la conforman grandes paneles de cristal de 6 metros de ancho, capaces de resistir el peso alrededor de 800 personas. La estructura se sostiene gracias a cuatro inmensas vigas de acero y hormigón ubicadas a ambos extremos del acantilado.

Por poner un ejemplo para comprender la magnitud de este puente de cristal, el mirador sobre el Cañón del Colorado mide 21 metros y está suspendido a 219 metros desde la base del cañón.

El puente ha sido diseñado por el arquitecto israelí Haim Dotan, que se propuso crear un “puente invisible”, con el objetivo de entorpecer lo mínimo posible las vistas del parque natural. Su construcción ha supuesto una inversión de 62 millones de euros.

Su inauguración estaba prevista para octubre de 2015, pero las fuertes lluvias que entorpecieron la fase final de la construcción del puente y las exigentes pruebas de seguridad llevadas a cabo por los expertos, ha retrasado su apertura casi un año.

Fuente: www.elpais.com

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Sistema de información de empresa , Omnicanalidad y el Big Data, para mejorar la experiencia de usuario

En la actualidad, ​todas las medianas y grandes empresas requieren de un Sistema de Información de ​E​mpresa (CRM), para almacenar toda la información con la interacción de los clientes.

El principal inconveniente que tienen es la homogeneización de todos los canales por donde interactúan los clientes, ya que es habitual que el Sistema de Información de Empresa no almacene dicha información directamente, sino que hace uso de diversas herramientas para obtenerla, por lo tanto, gestionarla puede ser una tarea muy costosa.

Otro de los problema​s​ con los que  se encuentra​n​ actualmente las empresas es la omnicanalidad, o la necesidad de dar una continuidad de operación transparente y única al cliente a través de los diferentes canales de compra por los cuales puede llegar.

Sistema de Información de Empresa

Hoy día, los canales más frecuentes son ​las ​tiendas ​físicas ​y las ​tienda​s​ online, pero con la llegada de nuevas tecnologías, está omnicanalidad puede seguir creciendo ​incluyendo aplicaciones móviles y electrodomésticos con el ​Internet de las Cosas. Es entonces donde entra en juego​,​ con mayor importancia​,​ el concepto de Experiencia de Usuario/Cliente.

​Hoy día, las organizaciones, disponen de unos volúmenes ingentes de datos ​almacenados en los Sistemas de ​I​nformación de E​mpresa (Terabytes e incluso Petabytes de informacion​), pero que al no disponer de la suficiente potencia para procesarlos, ​surge el Big Data, permitiendo dotar de una infraestructura tecnológica a las empresas y organizaciones, haciendo posible ​la​ toma de decisiones basadas en la extracción del valor de los datos de forma eficiente en tiempo y dinero, y ​ayudando​a​ las empresas a :

-Detectar comportamientos y tendencias de la sociedad.

-Fidelizar y realizar ofertas personalizadas a sus clientes.

-Toma de decisiones en tiempo Real.

​El reto para las ​empresas en los próximos años sera adaptar sus ​Sistemas de ​Información de empresa, a un ecosistema Big Data, donde podrán tomar decisiones en tiempo real, a partir de la información recogida por la interacción de sus clientes.​

De hecho numeros​as fuentes​comentan que será una necesidad el tener un análisis automatizado en un ecosistema Big Data entre 3 y 5 años.

Roberto Sancho, profesor del Máster en Big Data y Business Intelligence

Máster en Big Data y Business Intelligence

La farolas inteligentes de Molina de Segura

En dos céntricas calles de la localidad murciana de Molina de Segura se han instalado recientemente farolas inteligentes, que permiten a los viandantes cargar sus teléfonos móviles y consultar información sobre el municipio en tiempo real.

El funcionamiento de estas farolas inteligentes es híbrido, ya que, utilizan tanto energía eléctrica como solar para ofrecer sus servicios. Además de mantener siempre informado y conectado al ciudadano gracias a su cabezal, éstas farolas inteligentes también permiten que el usuario se haga “selfies” con los lugares más representativos de la ciudad y se lo envíe a sus correo electrónico para guardarlo como recuerdo.

Estas farolas inteligentes forman parte un proyecto de Smart Cities pionero en Europa, que ha sido desarrollado por la “startup” iUrban.es, una empresa dedicada a la fabricación de mobiliario urbano inteligente, que en 2015 recibió el Premio Emprendedor del Instituto de Fomento de la Región de Murcia (INFO).

Fuente: www.esmartcity.es

Las Smart Cities son el futuro para nuestras ciudades, tanto por su respeto por el medio ambiente como por los beneficios que reportan a la hora de mantener informados y al día a sus habitantes. Si estás interesado en desarrollar interesantes proyectos como estas farolas inteligentes tienes que formarte y nuestro Máster en Energías Renovables y Eficiencia Energética te reportará los conocimientos que necesitas.

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Avances Tecnológicos en la Señalización Ferroviaria

La Señalización Ferroviaria puede ser definida como el conjunto de sistemas utilizados para el control del tráfico de manera segura y principalmente, para prevenir colisiones de trenes. A través de los años, la ciencia y la tecnología se han puesto en función de satisfacer estos requerimientos.

Después de un largo período de tiempo en el que las naciones europeas utilizaban sus propios sistemas (con la consiguiente ausencia de interoperabilidad), en la actualidad, el ERTMS/ETCS es el sistema de señalización más generalizado en Europa para Líneas de Alta Velocidad. Este sistema se caracteriza por un alto grado de desempeño respecto a la interoperabilidad, la seguridad, el costo, la accesibilidad y el mantenimiento, todo lo cual puede garantizar un rápido crecimiento del transporte ferroviario en Europa, requisito primordial para la integración del continente.

El sistema de mando y control seleccionado, con características de ATP/ATC estandarizado e interoperabilidad, fue denominado ERTMS/ETCS o simplemente ETCS. Para la comunicación entre trenes, equipos al lado de la vía y centros de control y regulación del tráfico ferroviario, fue seleccionada la norma internacional para comunicaciones y aplicaciones inalámbricas ferroviarias GSM-R. Por esta razón, el programa ERTMS puede ser definido como la combinación de los subsistemas ETCS y GSM-R.

ETCS: Se divide en diferentes niveles funcionales, que a continuación se describen:

ETCS NIVEL 0: La ausencia de señales laterales, es una de las ventajas más destacadas de la adopción de ERTMS/ETCS.

ETCS NIVEL 1: Sistema ATP/ATC de transmisión intermitente o semiintermitente con señalización en cabina, interoperabilidad y bloqueo con señales fijas.

señalización ferroviaria

ETCS NIVEL 2: Sistema de señalización y protección de trenes basado en transmisión digital por radio.

señalización ferroviaria

ETCS NIVEL 3: Sistema de espaciamiento de trenes completamente a través de comunicación por radio y que no requiere de dispositivos de señalización fijos al lado de vía para la detección de la presencia de trenes.

señalización ferroviariaGSM-R: Un sistema de comunicaciones móviles de uso exclusivo para el sector ferroviario.

La infraestructura ferroviaria y su personal tienen a su disposición un sistema de radiocomunicaciones móviles que puede satisfacer, de manera eficiente e integrada y a escala nacional, todas las necesidades de comunicación y de transmisión de datos relacionadas con la operación ferroviaria.

Permite el contacto continuo entre tripulación y tierra (gestión de comunicaciones de servicio y de emergencia) para el intercambio de datos entre los sistemas ubicados al lado de la vía y abordo, a través del establecimiento de conexiones por conmutación de circuitos.

señalización ferroviaria

El ERTMS es claramente más flexible y avanzado respecto a la transmisión de información. Además, la implementación de ERTMS trae consigo otras ventajas, las cuales se pueden clasificar como sigue:

1. Seguridad

  • Supervisión continúa de la velocidad.
  • Las señales son recibidas en la cabina.
  • Las Reducciones Temporales de Velocidad (TSR – Temporary Speed Reductions) son enviadas a la red.

2. Costo

  • Ausencia o número reducido de señales físicas.
  • Menor cantidad de dispositivos con conexiones de cables.

3. Accesibilidad

  • Mayor rapidez en la recuperación de errores con un número reducido de sistemas.

4. Interoperabilidad

  •  Arquitectura e información estandarizadas.
  •  Interfaces técnicas uniformes entre los subsistemas.

5. Mantenimiento

  • Sistemas estandarizados.
  • Menos interfaces críticas respecto a la seguridad.
  • Disimiles suministradores en el mercado (Competencia).

 

Autores: Katti Semirames, Verónica Astorga, Pilar Dall’Anese y Mónica González, alumnas del Máster en Infraestructuras Ferroviarias

Máster en Infraestructuras Ferroviarias

Ventajas y limitaciones de la fertirrigación

La fertirrigación básicamente consiste en la aplicación de elementos nutritivos en las aguas de riego. Para ello, se utilizan sales inorgánicas de alta solubilidad que contienen uno o más elementos nutritivos.

Con relación a la fertilización sólida, la fertirrigación tiene la ventaja de que los elementos aplicados van disueltos en el agua de riego y por lo tanto son rápidamente absorbidos y utilizados por las plantas, permitiendo, además, solucionar rápidamente problemas de deficiencias específicas.

Sin embargo, es necesario aclarar que el funcionamiento del suelo como medio para el desarrollo de las plantas, intervienen varias formas en las cuales se presentan los elementos nutritivos, resumidamente ellas son: no intercambiables, y en solución. La fertirrigación aumenta el contenido de los nutrientes en la solución, pero poco o muy poco los contenidos intercambiables y posiblemente menos aún los no intercambiables.

La fertilización solida incrementa las cantidades intercambiables y las presentes en la solución y es más o menos eficiente dependiendo de si hay suficiente cantidad de agua disponible en el suelo para disolver y movilizar los elementos nutritivos hacia la raíz o si esa cantidad es insuficiente, en cuyo caso la eficiencia de la fertilización es muy baja. Se requiere entonces, como se afirma en la introducción, que los nutrientes estén disueltos en el agua del suelo (solución nutritiva) para que puedan movilizarse hacia las raíces y ser tornados y utilizados por las plantas.

Ventajas de la Fertirrigación

  • Ahorro de fertilizantes, porque estos se aplican en las proximidades de las raíces, procurándose que no haya perdidas ni por volatilización y no por lixiviación.
  • Mejor asimilación de los nutrientes aplicados por cuanto se aplican en forma soluble y con suficiente cantidad de agua como para que las plantas, los puedan absorber rápidamente.
  • Facilita la adecuación del fertilizante a las necesidades momentáneas a nutrición de las plantas. Por ejemplo, facilitaría la aplicación rápida y oportuna de Nitrógeno, Fosforo, Potasio u otros elementos y de combinación de ellos.
  • Facilita la correlación rápida de síntomas carenciales específicos, por ejemplo, una deficiencia de N o de cualquier otro elemento, cuyo síntoma aparezca, se puede corregir rápidamente.
  • Hay cierta economía en la distribución de los fertilizantes; aunque esto depende del costo de amortización de los equipos de aplicación que se compren. Una de las formas de ayuda a la amortización es utilizando los equipos, además en otras actividades: aplicación de insecticidas, fungicidas…etc.

Fertirrigación

Limitaciones de la Fertirrigación

  • Obstrucciones en las tuberías o en los emisores causados por incompatibilidades químicas entre las sales utilizadas para preparar las soluciones o entre las sales y calidad de agua para riego.
  • Aumento excesivo en la salinidad del agua para riego por uso inadecuado de altas dosis de sales nutritivas.
  •  Corrosión, muchas de las sales utilizadas en fertirrigación son corrosivas y tienden a dañar las tuberías e implementos metálicas que se utilizan en las redes de distribución.
  • Reacción de los fertilizantes en la red de distribución, lo cual causa que se entregue a los cultivos una solución nutritiva diferente a la planeada como necesaria para ellos.
  • En algunos sistemas de aplicación de la fertirrigación, como en el riego por goteo, se presentan demasiadas irregularidades en la aplicación uniforme de las soluciones, quedando por lo tanto áreas regadas y otras sin regar. Siempre que se utilice ese sistema de riego, es necesario complementarlo con riego con flauta o con cacho para no crear deficiencias ni de agua ni de nutrientes.
  • Como en fertirrigación se usan sales puras es necesario conocer que se deben aplicar en los programas de fertirrigación todos los elementos nutritivos macro, secundarios y microelementos para no tener problemas de carencia.

Autor: Cristhian Cárdenas y Julián Alonso, alumnos del Máster en Diseño, Construcción y Explotación de Obras Hidráulicas

Máster en Diseño, Construcción y Explotación de Obras Hidráulicas

Innovación y futuros desarrollos en señales de balizamiento

Las señales de balizamiento forman parte del conjunto de señalización de una carretera y/o viales urbanos, teniendo como objeto el refuerzo de la percepción de determinadas características de la vía. Su finalidad es la delimitación sobretodo del trazado, de manera que se oriente al conductor, encauzando su conducción a lo largo de la vía.

En cuanto a la señalización de balizamiento fija, se trata de elementos de muy diversos tipos y materiales, que visualmente deben contrastar con el fondo, y normalmente incorporan partes reflectantes para aumentar la visibilidad nocturna. En determinadas circunstancias, se utiliza simplemente un punto de luz, ya sea conseguido mediante reflexión de los faros, o bien por su propia iluminación.

Además, otra función del balizamiento es la de restringir el paso de vehículos fuera de las zonas aptas para su conducción, o bien para separar las zonas de la calzada destinadas a ciclistas o carriles para servicios públicos, por ejemplo.

Existe otro tipo de señalización de balizamiento, la denominada variable o circunstancial, que es necesaria ante la necesidad de señalización de obstáculos sobrevenidos en la calzada que impiden la normal circulación, o bien durante las actuaciones de obras de mantenimiento o mejora de la carretera. Éstas requieren en ocasiones desvíos provisionales, que obligan a sustituir las marcas viales por elementos temporales de balizamiento. En este tipo de función, juega un importante papel su visibilidad, de manera que ésta se refuerza mediante colores vivos y la incorporación de elementos con luz.

Ejemplo de señales de balizamiento para señalización de obras o restricciones de tráfico

Los principales elementos de balizamiento son los siguientes:

a)      Barreras: pueden ser rígidas, semirrígidas y desplazables, e indican el borde de la plataforma o la separación de tráficos segregados dentro de la misma calzada. Tienen además una función de contención y protegen frente a salidas. de vía.

                                                                                                         Señales de balizamiento

b)     Balizas: pueden ser planas para indicar el borde de calzada, los límites de obras de fábrica u otros obstáculos, o bien cilíndricas para reforzar cualquier media de seguridad, no debiéndose franquear la línea que las une.

Señales de balizamiento

c)      Hitos: pueden ser de arista o de vértice. Los primeros señalan el borde de la carretera, y los segundos son elementos semicilíndricos que indican el punto donde se separan dos corrientes de tráfico.

Señales de balizamiento

d)     Paneles direccionales: señalan el sentido del cambio del trazado de la carretera, informando del giro al conductor, que puede anticipar su respuesta al disponer de información previa con alta visibilidad. 

Señales de balizamiento

e)      Conos, banderitas, o dispositivos análogos: prohíben el paso de la línea, real o imaginaria, que los une.

 Señales de balizamiento

f)       Captafaros (ojos de gato) y puntos luminosos: son dispositivos de guía que señalizan el borde de la calzada mediante retrorreflexión, o mediante punto de luz. Pueden ir embebidos al pavimento, sobre éste, adosados a las barreras o a los bordillos… etc.

Señales de balizamiento

 

Innovaciones recientes en señales de balizamiento

Carril de uso variable con señalización de captafaros LED

Un ejemplo de nuevo uso para elementos ya existentes es la incorporación de balizas empotrables con leds (en este caso de color rojo) para señalizar un carril con dos funciones dependiendo del horario. En horas punta, se apagan las señales y el carril es usado normalmente para la circulación, mientras que en horas valle, se transforma en un carril de carga y descarga, señalizado mediante los ojos de gato encendidos. Es conveniente acompañarlo de señalización vertical aclaratoria.

Señales de balizamiento

Uso de medianas movibles

Los problemas de congestión en grandes ciudades, con mayor tráfico de entrada por la mañana, y de salida por la tarde, ha conllevado la búsqueda de soluciones desde hace años. Éstas han consistido básicamente en disponer carriles reversibles balizados mediante conos, o bien mediante indicadores luminosos acompañados de señalización horizontal específica. Estas soluciones, sin embargo, no pueden ofrecer seguridad frente a los choques frontales. En los últimos años, se han llevado a cabo experiencias en diversos países con barreras movibles mediante maquinaria especial. Las principales experiencias son las siguientes:

La tecnología empleada para las barreras movibles se basa en los siguientes elementos:

a)      Piezas de mediana de hormigón armado, de peso variable entre 1000-1500 libras, es decir, entre 454 y 680kg de peso. Van unidas por pasadores metálicos. Éstos aseguran la unión entre los módulos, asegurando la función de barrera, toda vez que permiten una movilidad durante el proceso de transferencia. El precio de un bloque de 1m es de unos 500 dólares.

Señales de balizamiento

b)     Máquina de transferencia de la barrera conocidas como Barrier Transfer Machines, o más popularmente como road zippers.  Suelen tener unos 16m de longitud, y pueden tener movilidad de los ejes para permitir un mayor alcance.  Pueden conseguirse desplazamientos de entre 2,4m a 7,3m.

Señales de balizamiento

Estas máquinas alcanzan los 15 km/h cuando están en operación, y tienen un peso aproximado de 27t. Su coste es aproximadamente de 1 millón de dólares, y su vida útil es de 10 años, aunque con un buen mantenimiento se ha superado en más de un 40% en varias ocasiones, como por ejemplo en Boston. Los gastos de operación de este sistema suponen anualmente a los contribuyentes de esta ciudad 1,25 millones de dólares.

Señales de balizamiento

En enero de 2015 se cerró a la circulación el Golden Gate de San Francisco durante 2 días, con la intención de instalar una barrera de seguridad móvil. Se realizó una inversión de 30 millones de dólares, para minimizar el riesgo de impacto frontal. Desde 1970, 128 accidentes con colisión frontal ocurrieron en el puente, con resultado de un total de 16 víctimas mortales.

Señales de balizamiento

Este sistema se acompaña en los extremos por elementos de absorción de impacto, de material plástico y llenos de agua, también son desplazados por la máquina.

Señales de balizamiento

 

La experiencia acumulada en estos casos ha propiciado el desarrollo de barreras y maquinaria adaptadas a casos temporales, con anchos de transferencia de entre 1.2 y 5.5m, pudiendo ser útiles en casos como:

a)      Cambio de configuración de carriles disponibles, según las necesidades horarias por sentido durante las obras. Por ejemplo, cuando un sentido de una autopista se encuentra fuera de servicio, y todo el tráfico debe discurrir por una calzada.

Señales de balizamiento

b)     Incremento de espacio de trabajo para obras en mejoras o ensanchamientos de la vía, cuando es factible la reducción de un carril fuera de horas punta.

Señales de balizamiento

Para estas funciones, la solución comercial Quickchange© de Lindsay, proporciona barreras de hormigón armado de 1m de longitud de 680kg de peso, y una máquina de transferencia que actúa a una velocidad de 7km/h (1 km en 8 minutos), y una velocidad de circulación de 32 km/h.

Está prevista la instalación de este sistema entre Berga i Bagà, en la Provincia de Barcelona. El proyecto para la adición de un tercer carril reversible mediante este sistema se encuentra en redacción, y se prevé que las obras se inicien en 2017. Se trata de un tramo de unos 20 km, con una IMD de 12.000 veh/día y orografía montañosa, que se encuentra entre el final de la autovía i el inicio del túnel del Cadí. El presupuesto aproximado de la obra es de unos 140 M€. La adición de un carril reversible tendrá como objetivo mitigar las congestiones en este tramo, sobretodo en invierno, a causa del turismo de esquí de fin de semana.

El desdoblamiento de la carretera es inviable económicamente, mientras que la instalación de este sistema permitirá distribuir los carriles de acuerdo con la demanda prevista.

Captafaros y balizas alimentados mediante energía solar

Los paneles solares para la producción de energía solar se han incorporado para evitar la instalación de cableado, lo cual encarece los costos de instalación, y también el mantenimiento, especialmente ante la solución de problemas por averías. Estos sistemas autónomos captan la energía solar, la cual es almacenada en una batería que tiene suficiente autonomía para hacer funcionar los LEDs de noche con la energía generada durante el día. Pueden instalarse encima de bolardos (hitos de borde de calzada), o bien como alternativa a los captafaros tradicionales.

Señales de balizamiento

Las baterías tienen una vida útil de entre 5 y 10 años, y su puesta en servicio puede ser empotrado en el pavimento, o bien simplemente pegado, bien mediante láminas de butilo o adhesivos a base de resina epoxy.

Incorporación de materiales reciclados en las señales de balizamiento

La preocupación por el medioambiente ha fomentado en los últimos años el reciclaje de materiales, consiguiendo la valorización tanto de subproductos industriales como de elementos fuera de uso.  Se han desarrollado elementos urbanos de balizamiento a base de PVC reciclado procedente de recubrimiento de cables eléctricos.

Señales de balizamiento

Estos elementos, desarrollados en Barcelona ganaron en 2011 el premio Best Recycled European Products Awards en 2011, y se encuentra en el mercado desde entonces, con tres medidas distintas para adaptarse a distintos ambientes. Se encuentra ya instalado en multitud de ciudades españolas, y grandes ciudades como Londres, Washington, Houston, San Antonio, Santiago de Chile, Estambul, y varias ciudades de Australia y Nueva Zelanda.

Otro material usado para elementos de balizamiento es el caucho reciclado para hitos y bolardos, con lo que se consiguen dos objetivos:

a)      Valorización de los neumáticos fuera de uso (NFU)

b)     Mejora de la seguridad al reducir el nivel de impacto, tanto para los usuarios como para los vehículos.

 Señales de balizamiento

El proyecto Eco-Rubber, centrado en bolardos de caucho reciclado, fue premiado con el premio a la innovación Green Up en la Feria del Paisajismo y Urbanismo de Valencia, siendo desarrollado por el Instituto Tecnológico del Plástico y el Instituto de Biomecánica de Valencia (IBV). 

Señales de balizamiento

Conos autodesplazables

Un proyecto que está en fase de desarrollo en el departamento de I+D+i de la empresa Alvac en colaboración con el equipo de investigación en robótica de la Universidad de Oviedo, y ganador de un premio en el Foro Europeo de Robótica (ERF). En estos momentos se encuentran en periodo de pruebas Estos conos incorporan tecnología de posicionamiento y movilidad, los cuales les permiten realizar labores de señalización en la carretera de forma automática, sin requerir que los trabajadores tengan que acceder a la misma, reduciendo por tanto los riesgos inherentes a esta acción.

Los conos tienen las siguientes características:

a)      Comunicación entre dispositivos, configurados como un enjambre de robots que comparten información entre ellos, guiándose desde un robot central.

b)     Movilidad con mecanismos de guía, mediante un sistema de visión artificial que permite evitar obstáculos y trazar las rutas de posicionado.

c)      Redundancia del posicionamiento, mediante GPS, radar de corta distancia, o detección de líneas mediante infrarrojos. La precisión conseguida es de alrededor de 30cm.

d)     Incorporación de luz para mayor visibilidad del cono, cumpliendo las carcasas las normativas aplicables actualmente.

Aunque no parece que vaya a comercializarse inmediatamente, sí puede ser una solución que acabe incorporándose como un elemento más en el mercado, con posibilidades de empleo en zonas con gran tráfico y a altas velocidades, como son las autopistas.

Señales de balizamiento

Futuros desarrollos

Los futuros desarrollos en materia de balizamiento pueden venir de la mano de los siguientes aspectos:

a)      Incorporación de mejoras en la visibilidad de los dispositivos de balizamiento.

b)     Nuevas tecnologías aplicadas a la información entre vehículo e infraestructura (V2I): los sistemas de balizamiento deberán ser reconocidos por los vehículos autónomos. Para ello, el diseño de los sistemas de balizamiento del futuro deberán poder ser reconocidos por los vehículos autónomos.

c)      Incorporación de más materias primas procedentes de materiales reciclados, ayudando a la revalorización de los residuos.

Autores: Alberto Dorado, Borja Manzano y Albert Pujol, alumnos del Máster en Diseño, Construcción y Mantenimiento de Carreteras

Máster en Diseño, Construcción y Mantenimiento de Carreteras

Innovación y futuros desarrollos en señalización horizontal

En los últimos años, se ha trabajado en mejoras de la señalización horizontal y las marcas viales, que permitan mejorar la seguridad vial, incluso otorgándoles funciones nuevas y diferentes a las descritas anteriormente, gracias a los avances científicos o por aplicación de los ya existentes en otros campos.

También se ha investigado a nivel de producción, para mejorar la sostenibilidad y eficiencia de los compuestos, propiedades de durabilidad y agarre, etc.

Innovaciones recientes en señalización horizontal

Pinturas fosforescentes

Una de las causas del problema de la poca visibilidad, es la falta de luz. Es cierto que los vehículos disponen sistemas de iluminación que deberían ser suficientes, pero cualquier ayuda adicional siempre es bienvenida. Se han estudiado distintos modos de hacer frente a la oscuridad (por ejemplo, iluminar los tramos con sistemas de bajo consumo), pero resultan insostenibles. No obstante, las pinturas fosforescentes tienen la ventaja de que se alimentan de la energía solar, que es renovable y gratuita.

El objetivo de este tipo de pinturas es mejorar la visibilidad de las marcas viales en condiciones nocturnas o de baja iluminación. Funcionan mediante la absorción de la energía de la luz solar durante el día, reflejándola durante la noche en forma de luz. Estos diseños tendrían una autonomía de unas 8 a 10 horas.

Señalización horizontal

Este avance influiría en la seguridad vial pudiendo evitar salidas de vía o invasiones de otro carril por falta de visibilidad.

La carretera N329 en Oss (Holanda) es la primera carretera con marcas viales que brillan en la oscuridad. Esta forma parte de un proyecto global de carreteras inteligentes.

Pinturas termosensibles

Las condiciones climáticas pueden presentar factores de riesgo para seguridad vial. Ciertos fenómenos meteorológicos como la lluvia o la nieve son fácilmente reconocibles por el conductor, de tal modo que puede adaptar su conducción a ellos. No obstante, hay otras variables del clima que influyen en la seguridad vial y no son tan sencillas de conocer. La temperatura y, en particular, la temperatura de la superficie de la vía son variables que si el conductor pudiera conocer, podría prever por ejemplo la existencia de placas de hielo.

En este campo es de utilidad el uso de pinturas termosensibles. Este tipo de marcas viales cambian su color dependiendo de la temperatura. De este modo, el conductor puede identificar diferentes situaciones de peligro que pueden generarse como consecuencia principalmente de bajas temperaturas, y adaptar su conducción a las mismas.

Señalización horizontal

Este proyecto se llama Viacyl, se está desarrollando en España, en la comunidad de Castilla y León, y forma parte de un programa para investigar en nuevas tecnologías aplicables a la mejora de la sostenibilidad y la seguridad vial de los procesos de construcción, gestión y conservación de las infraestructuras viarias.

Pinturas con mayor adhesión y resistencia

Las pinturas actuales, han mejorado con el tiempo, pero siguen teniendo problemas relativos a la insuficiente adhesión, poca resistencia a deslizamiento, o incluso el peligro de acuaplaning en caso de lluvia.

Para mejorar en estos campos, el proyecto Multimat, financiado por los Fondos Europeos FEDER, está desarrollando una pintura que consiga mejorar la adherencia, lo que repercutirá en la mejora de la seguridad.

Esta nueva pintura estará formulada en base agua, e incorporará un nuevo recubrimiento que estará formado por una novedosa combinación de polímeros de látex, lo que le aportará ventajas en duración, resistencia y fuerzas de adhesión – cohesión.

Este tipo de pinturas también son compatibles con las mencionadas anteriormente, proporcionando una combinación que aporta grandes mejoras en materia de seguridad vial.

Pinturas ecológicas

La mayoría de las pinturas utilizadas en las marcas viales contienen una elevada cantidad de disolventes, lo que  expone a los trabajadores que las aplican a riesgos, y además contribuyendo a la polución del aire por la emisión de grandes cantidades de componentes orgánicos volátiles. Los componentes orgánicos volátiles contribuyen a la formación del ozono a nivel del suelo, componente principal de las nieblas tóxicas de las ciudades, causando problemas de salud sobre todo a ancianos, niños y personas con afecciones cardiacas y respiratorias.

La empresa Dow Chemical, con sede en Estados Unidos, ha presentado en España pinturas de tráfico basadas en resinas Fastrack. Esta tecnología ofrece una serie de beneficios entre los que se encuentran la excelente adhesión y durabilidad del producto, mayor visibilidad y reducción de costes de mantenimiento, gran versatilidad y rápida apertura al plástico. En el apartado de la seguridad para los trabajadores y protección medioambiental, estos compuestos contienen hasta un 90% menos de componentes orgánicos volátiles y reduce la huella de carbono en un 60%.

Por tanto la tecnología Fastrack proporciona soluciones a los responsables de la gestión viaria para aplicar pinturas más seguras, económicas y respetuosas con el medio ambiente en las carreteras.

Marcas transversales con ancho completo

Consiste en colocar unas franjas de color amarillo y con ancho del carril completo, de tal modo que se va reduciendo su espaciado conforme nos aproximamos a intersecciones, o tramos donde se pretende una reducción de velocidad.

En Reino Unido se utilizan a la salida de las autovías, antes de las rotondas. En EEUU se ubican antes de los tramos de reducción de velocidad.

Señalización horizontal

Marcas transversales periféricas

Son marcas de color blanco que están adosadas a la señalización longitudinal continua.

En EEUU se utilizan unas marcas transversales perpendiculares en vías interurbanas para una reducción de velocidad mediante la separación decreciente de las marcas. Si las marcas transversales son oblicuas, significa que son vías locales con tráfico calmado (<25mph)

En Australia se utilizan las marcas transversales perpendiculares en las vías rurales para indicar jerarquía.

Señalización horizontal

Marcas convergentes con forma Chevrón

Son marcas de color blanco con forma de compás. En Japón y EEUU se utilizan estas marcas en zonas específicas para reducir la velocidad.

En varios países de la Unión Europea, entre los que se incluye España (las marcas se han nombrado “galones”), solo se utilizan para garantizar la distancia de seguridad entre vehículos que circulan por autovías

Este último uso es una manera bastante sencilla de facilitar al conductor la indicación correcta de las distancias de seguridad, ya que las estimaciones de longitud que puede hacer un conductor no suelen ser muy acertadas, ya que el factor velocidad altera mucho la capacidad de la persona para estimar distancias.

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Dientes de dragón

Son marcas triangulares y de color blanco que se sitúan adosadas a las líneas longitudinales.

Se utilizan en Reino Unido en tramos con velocidad reducida (que tienen una prohibición específica de velocidad respecto del resto de la vía) y también en los accesos a población.

Estas marcas son las que presentan una mayor efectividad contrastada respecto a las que se han mencionado hasta el momento. La reducción de velocidad probada es de 5km/h.

Señalización horizontal

Líneas zig-zag

Son unas líneas de color blanco que sustituyen a las longitudinales con formas en zig-zag.

Se utilizan en Reino Unido como señalización que precede a los pasos de peatones. Este tipo de líneas generan un estrechamiento de la calzada y generan una sensación de “desorden” que desemboca en una reducción de velocidad por parte del conductor.

Señalización horizontal

Futuros desarrollos en señalización horizontal

Se ha trabajado en muchos campos relativos a las marcas viales, para mejorar sus diversos aspectos. No obstante, hay varias líneas de investigación abiertas que tratan de mejorar aún más esos temas y también otros diferentes, y que se describen a continuación.

Aplicación de la señalización horizontal sobre sellado de juntas:

El problema reside en que la aplicación de marcas viales sobre el sellado de una fisura existente, produce la rotura y desaparición de la marca vial. Este problema se agrava con IMD alta o en carriles estrechos.

Señalización horizontal sobre sellado de juntas

La línea de investigación ha optado por la reformulación de la pintura con base agua para conseguir la máxima flexibilidad. De momento esta línea de investigación ha comprobado que las características de la marca vial permanecen óptimas hasta 1 año después de la aplicación.

Actualmente se ha ampliado la línea de investigación en materiales termoplásticos de larga duración.

Comportamiento de la pintura termoplástica con temperaturas extremas:

Se pretende conseguir un producto de señalización fácil de aplicar, muy duradero, que soporte temperaturas extremas desde -20ºC hasta 50ºC sin resquebrajarse ni ensuciarse, y que cumpla con la Norma Europea.

La línea de investigación se ha encaminado a los materiales termoplásticos en caliente especialmente formulados para este clima, ya que son los materiales que reúnen las mejores características. Como resultados, se aplicó el material correctamente y la obra quedó bien ejecutada.

Actualmente se ha ampliado la línea de investigación en la dirección a adecuar las pinturas convencionales a temperaturas extremas.

Comportamiento de la pintura con doble componente en el ámbito urbano:

Se estudia para resolver los problemas de resistencia al deslizamiento, compatibilizándolo con la limpieza de la marca vial, con el agravante de temperaturas extremas en la zona.

Señalización horizontal

La línea de investigación ha optado por disponer de pasos de peatones antideslizantes con visibilidad nocturna en la parte inicial de la marca vial. Además se ha adaptado la fórmula para verano e invierno. Se obtuvieron resultados positivos, con satisfacción del usuario y valores dentro de la normativa.

Actualmente se está investigando en adaptar el material para soportar altas temperaturas.

Marcas viales y sensores de movimiento

En entornos con presencia de nieblas frecuentes e intensas, es mucho más probable que se produzcan accidentes.

Especialmente para este tipo de tramos de carretera, la empresa Interlight está investigando en un sistema basado en sensores de movimiento, que permita detectar las reducciones drásticas o paradas de los vehículos cuando hay niebla, y poder avisar al resto de vehículos con un cambio de color al rojo en las marcas viales. De este modo, el conductor percibiría el cambio de color y sabría que en algún punto algún vehículo se ha detenido o ha reducido mucho su velocidad y por tanto, él debe hacer lo mismo para evitar una colisión.

Proyecto Roadmark

El proyecto Roadmark, financiado por la Unión Europea, trabaja en la obtención  de un material económico a base de cemento con látex polimérico que ofrece características superiores. Esa sustancia se proyecta sobre la calzada en medio acuoso y permite conseguir marcas viales duraderas, autolimpiantes, impermeables y antideslizantes.

El proyecto ha seguido los siguientes pasos: Primero se ha estudiado la composición del material de marcado con vistas a profundizar en su comprensión de los polímeros para el cemento y de los aditivos adecuados. También se han estudiado los efectos de ciertos aditivos minerales y poliméricos sobre las propiedades de los agregados del cemento.

De esta manera se han podido seleccionar los cementos y los látex poliméricos apropiados y se ha determinado la proporción óptima de cemento y agua. La segunda etapa ha comprendido la caracterización y selección de diversas formulaciones de látex y el estudio de los efectos de ciertos aditivos minerales sobre los tiempos de secado y curado. El estudio ha examinado también los comportamientos en cuanto a la adherencia y cohesión de las películas adhesivas sobre la calzada.

Autores: Alberto Dorado, Borja Manzano y Albert Pujol, alumnos del Máster en Diseño, Construcción y Mantenimiento de Carreteras

Máster en Diseño, Construcción y Mantenimiento de Carreteras

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