Seguridad vial en el Transporte Interurbano de pasajeros en buses de dos pisos (en conjunto con T. Echaveguren N., J. A. Carrasco M. y A. Tudela R.), Jun 2011

 

Recientemente han ocurrido accidentes fatales en que han estado involucrados buses de transporte de pasajeros de dos pisos.  La magnitud de los accidentes y las no muy claras razones de los mismos, han levantado en los medios de comunicación diversas opiniones e interpretaciones acerca de sus causas y de cómo prevenirlos.  Las hipótesis que se postulan varían desde la imprudencia del conductor, pasando por la inestabilidad de los buses de dos pisos, la insuficiencia de los diseños geométricos hasta el mal diseño estructural y falta de elementos de seguridad.  Para intentar poner en orden estas consideraciones, examinemos más de cerca algunos aspectos importantes.

En términos generales, en curvas horizontales los vehículos pueden perder el control por dos causas: por deslizamiento y por rollover.  En el primer caso, la causa basal está asociada a la pérdida de control al ingresar a una curva a una velocidad elevada, demandando una fricción lateral por sobre la fricción que puede ofrecer el pavimento.  Habitualmente este tipo de accidentes está acompañado de giro y vuelco.  Al contrario, los accidentes por rollover ocurren por una pérdida de estabilidad debido al desplazamiento brusco del centro de gravedad del vehículo.  En esas circunstancias se produce una fuerza volcante, que lleva a cero el contacto de una de las líneas de rueda del vehículo produciéndose su desestabilización y volcamiento.  Este tipo de accidentes es propio de vehículos con el centro de gravedad elevado y con trocha angosta.  En esta categoría pueden quedar los vehículos pesados y particularmente los buses de dos pisos.  Sin embargo, para que se produzca efectivamente rollover se deben dar ciertas condiciones. Éstas  determinan lo que en la literatura se conoce como umbral de rollover, el cual depende de: el sistema de suspensión del vehículo, la altura de su centro de gravedad, de la trocha, de la inclinación transversal (o peralte), del radio de curvatura y de la velocidad de circulación.  De estas variables, algunas tienen que ver con el diseño del bus, otras con el diseño geométrico y otras con la tarea de conducción.

Los buses de dos pisos, al tener un centro de gravedad más elevado que los vehículos pesados usuales, están más expuestos a accidentes por rollover.  Sin embargo, es posible prevenir estos accidentes proporcionando un contexto de operación seguro.  Estas acciones no solamente se orientan a prevenir estos accidentes (o más bien reducir la probabilidad de ocurrencia), sino también a reducir su severidad.  En tal sentido las condiciones que se deben lograr son:

•  Sistema de Frenos: debido al peso/potencia de los buses, es necesario que cuenten con sistemas de frenos auxiliares (motor, jake, retardadores eléctricos o hidráulicos), que incrementen la potencia de frenado, no propendan al bloqueo y pérdida de trayectoria y que permitan regular la velocidad.  Hoy en día la tecnología existe y es posible establecer regulaciones  para el parque de buses que ingresa al país.  Al respecto es conveniente revisar la experiencia de Brasil, que cuenta con una amplia regulación sobre sistema de frenos en buses y vehículos pesados.

• Control dinámico de Rollover: diversas compañías fabricantes de vehículos han incorporado elementos tecnológicos que permiten apoyar al conductor para mantener la distancia trasera, delantera y lateral a los vehículos más próximos, regulando la velocidad en función de la maniobra.  Hoy en día además existen indicadores dinámicos de riesgo de rollover que se pueden acoplar a estos sistemas de ayuda a la navegación, con énfasis en el control de velocidad.

• Diseño interior: Las compañías fabricantes de buses más importantes realizan en sus laboratorios ensayes de rollover estático y dinámico, que permiten definir las condiciones estructurales de diseño de las jaulas del segundo piso para reducir el riesgo de desprendimiento y/o aplastamiento.

• Elementos de seguridad interior:  Dependiendo del diseño interior y de las características de la jaula de refuerzo es posible diseñar estructuralmente el conjunto asiento–cinturón de seguridad, de modo de evitar, por una parte,  el desprendimiento total y por otra,  reducir las aceleraciones a las que está sometido el cuerpo humano al estar amarrado mediante cinturón de seguridad.  En este sentido, el cinturón de 3 puntas proporciona una mejor reducción de aceleración, reduce el riesgo de fractura cervical (que es fatal) por azote, propio de los cinturones de seguridad de 2 puntas.

Junto a estos requerimientos, que obedecen estrictamente al vehículo mismo, también es necesario tener en cuenta aspectos de diseño geométrico, que si bien no son específicos para este tipo de buses, permiten otorgar elementos de seguridad por diseño adicionales.

Transiciones de peralte: En curvas y contra-curvas horizontales, las transiciones de peralte en tangentes cortas inducen cambios bruscos de estabilidad,  lo cual lleva a los buses a una oscilación pendular.   Este efecto se minimiza estableciendo  tangentes entre curvas superiores con longitudes superiores al mínimo y utilizando transiciones más suaves de pendiente relativa de borde.

Aristas: En intersecciones, bermas, eventualmente zarpas, se generan aristas con cambios importantes de inclinación transversal.  Un caso típico es la transición de borde de berma hacia el sobre-ancho de compactación (SAC) de terraplenes.  En la eventualidad de pérdida de trayectoria, el bus puede desestabilizarse al pasar de una transición de bombeo normal (o peralte) hacia la inclinación del SAC, en donde la arista que separa el cambio de pendientes es el principal agente causal.

Zona lateral: Cuando un conductor pierde el control del vehículo tiende a desplazarse hacia las zonas laterales.  La presencia de zanjas, fosos, taludes pronunciados de terraplenes, incentivan seriamente a la desestabilización y a la severidad de los accidentes por rollover.  En estos casos, únicamente un adecuado diseño de las zonas laterales puede marcar la diferencia entre la sobrevivencia de los ocupantes de los buses y el fallecimiento.  Es necesario hacer  un  llamado de atención a los diseñadores para que tengan en consideración  mejorar sustancialmente las prácticas de diseño de zonas laterales, eliminando los elementos físicos de riesgo presentes habitualmente en las zonas laterales, proporcionando espacios adecuados para contener a los vehículos y reduciendo las inclinaciones transversales de los taludes, independientemente del estándar de la ruta.

Diseño de Enlaces: Es usual en el diseño de enlaces  minimizar el uso de espacio privilegiando el diseño geométrico cercano al mínimo.  Sin embargo este estilo de diseño, que podría resultar beneficioso para ahorrar costos de inversión, puede resultar de alto costo en términos de operación. El enlace entre vías de alta velocidad o entre vías secundarias y principales, al reducir los radios de lazos y ramales, está aumentando el peralte efectivo por lo cual puede aumentar la exposición al rollover si el conductor enfrenta los lazos, ramales directos y semi-directos a una velocidad superior a la usada en el diseño.  En estos casos, es necesario incorporar criterios adicionales para especificar los radios mínimos y lograr una concordancia con las velocidades de operación y niveles de servicios en enlaces.

Estas condiciones geométricas aumentan la exposición al riesgo de los buses de dos pisos, por lo que es imprescindible distinguir en cuáles rutas es adecuado que éstos circulen y en cuáles no.  A nuestro juicio, sólo las vías de más alto estándar presentan condiciones adecuadas para la circulación de este tipo de buses.

No obstante lo anterior, es necesario evaluar detenidamente los lazos y ramales (directos y semi-directos) de los enlaces, pensando no solamente en la razón de velocidades de las ramas entrantes, sino también en el efecto de la geometría sobre la dinámica de los buses de centro de gravedad alto.  Si bien este aspecto no es tratado en casi ninguna normativa de diseño geométrico, es conveniente prestarle atención, a través de una mejor definición normativa del diseño de ramales y enlaces, que privilegie la operación segura por sobre el “ahorro” en geometría.

Considerando lo antes expuesto, es posible concluir que cualquier vehículo resultará no apropiado para las rutas que tenemos si no se proporciona un adecuado contexto de conducción, lo que se traduce en una reducción en la exposición al riesgo de accidentes.  Este contexto no depende solamente de la educación, legislación y fiscalización, sino que depende además de qué condiciones técnicas y tecnológicas se deben imponer para la entrada de este tipo de vehículos al parque de buses y además conocer cuáles son las condiciones y restricciones de operación de acuerdo al  diseño geométrico de nuestra infraestructura.

Ante los hechos expuestos anteriormente, no podemos pensar en los extremos: sacar los buses o demonizar los diseños. Proponemos trabajar en los siguientes aspectos de diseño y de contexto que permiten, por una parte,  fijar reglas claras a los operadores de buses y por otra, fijar normativas claras para el diseño y para definir las condiciones de operación de los buses de dos pisos.  Éstas se pueden clasificar en: a) Medidas asociadas al estándar de entrada  de los buses al parque; b) medidas de gestión de circulación de buses de 2 pisos presentes en el parque y c), medidas de mejoramiento de diseño geométrico.

Medidas asociadas al estándar de entrada de buses de dos pisos al parque:

•  Adoptar normas estrictas de certificación de potencial de rollover estático, incluyendo dispositivos de aviso en línea de rollover y de control de velocidad

•  Adoptar normativas sobre sistemas de frenos auxiliares de vehículos pesados y buses de cualquier tipo, conciliando la razón peso/potencia con el tipo de frenos auxiliares.

•  Establecer condicionantes al diseño físico de los buses de dos pisos y de sus elementos de seguridad.

Medidas de gestión de circulación de buses de dos pisos presentes en el parque:

•  Especificar mediante análisis de ingeniería,  las rutas por las cuales pueden circular los  buses de dos pisos.

•  Implementar el uso obligatorio de control de ruta mediante GPS, que permita capturar, trayectoria, ruta, velocidad, umbrales de rollover.

Medidas asociadas al mejoramiento del diseño geométrico:

•  Incorporar explícitamente en los manuales de diseño criterios de diseño de curvas horizontales, aisladas, en “S”, lazos y ramales, que permitan por diseño limitar el riesgo de rollover, que puedan ser incluidos en el corto plazo en: Manual de Carreteras, REDEVU en cualquiera de sus versiones y Manuales de Señalización de Tránsito, pero basados en investigación local.

•  Perfeccionar sustancialmente el tratamiento de zonas laterales a través de una mejora en las prácticas de diseño y de los manuales de diseño geométrico, evaluando el nivel de peligrosidad, buenas prácticas de gestión de zonas laterales (forgiving design)

•  Evitar la presencia de aristas en rutas por donde circulan buses de dos  pisos y vehículos pesados a través del mejoramiento de las prácticas de diseño de secciones transversales, incluyendo en el diseño el espacio público completo y no solamente la plataforma.

Las ideas expresadas en este documento se basan en la experiencia de los autores y en diversas investigaciones publicadas en varias partes del mundo. Incluimos aquí un listado de las principales referencias utilizadas:

Belingardi, G, Martella, P and Peroni, L (2005). Coach passenger injury risk during rollover: influence of the seat and the restrain system.  19th International Technical Conference on the Enhanced Safety of Vehicles (ESV).  NHTSA. Estados Unidos.

Matolcsy, M (2007).  The severity of bus rollover accidents. 20th International Technical Conference on the Enhanced Safety of Vehicles (ESV). NHTSA. Lyon.

European Commission (2000).  Enhanced coach and bus occupant safety.  Project 1999-RD.11130.

Yu, H Guvenc, L and Ozgüner, Ü (2008).  Heavy duty vehicle rollover detection and active roll control. Vehicle System Dynamics, 46(6): 451-470.

Yoon, J Kim, D and Yi, K (2007).  Design of Rollover index-based vehicle control scheme. Vehicle System Dynamic, 45(5), 459 – 475.

Valladares, D Miralbes, R y Castejon, L (2010).  Development of a Numerical Technique for Bus Rollover Test Simulation by FEM.  Proceeding of the World Congress on Engineering 2010, Vol II. London, UK.

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