ÓPTICA DE LA SEÑALIZACIÓN VIAL

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DE

ÓPTICA DE LA SEÑALIZACIÓN VIAL La señalización de tráfico constituye uno de los elementos claves de la seguridad de la circulación y del equipamiento ofrecido al usuario como guía y orientación durante la conducción. Estos elementos (seguridad, guiado y orientación), son partes fundamentales de la explotación de una carretera o vía urbana. A lo largo de este artículo, el autor profundiza en la óptica de la señalización vial, parámetro clave para que ésta sea efectiva. Por: Rubén Tino Ramos, ITOP

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ara que la señalización de tráfico cumpla de modo eficaz su cometido, necesitan cumplir con unos requisitos técnicos que varían a lo largo del tiempo por envejecimiento u otras causas, requisitos que, por otra parte, son cada vez más exigentes a medida que los conocimientos y las tecnologías avanzan en los distintos campos implicados en su fabricación, puesta en obra, conservación, etc. Sin duda, la visibilidad es el requisito técnico básico para que la señalización cumpla su función, por lo que vamos a pasar primeramente a hablar de ella. VISIBILIDAD La visibilidad se puede definir como la posibilidad de ver a mayor o menor distancia según las condiciones atmosféricas. Asimismo, la calidad de una señalización vial se puede definir por el grado de satisfacción que ésta origina a los conductores, esto es, su mayor o menor visibilidad básicamente. Organismos internacionales como la American Association of Testing material (ASTM) y la European Committee for Standardization (CEN) han definido diversos parámetros relacionados con la visibilidad que son evaluados cuantitativamente y están basados en la reflectividad o capacidad de los materiales para reflejar la luz de su entorno.

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OPINIÓN

La retroreflectividad consiste en que la luz emitida por los vehículos penetra dentro de las microesferas y posteriormente el rayo es desviado casi en forma paralela por un fenómeno de reflexión y refracción Para evaluar estos coeficientes de reflectividad de los materiales, las normas ASTM E-1710 y CEN 1436 especifican un modelo geométrico que representa la distancia de visibilidad máxima que puede tener un conductor en una carretera en unas condiciones ambientales adversas, -horas nocturnas con presencia de lluvia-, además de otros factores, como el ángulo de visión del conductor y el ángulo de incidencia de los rayos de luz de los faros del vehículo en la señal.

TIPOS DE REFLEXIÓN REFLEXIÓN DIFUSA

REFLEXIÓN ESPECULAR

Pero vamos a ver los distintos tipos de reflexión que existen: 1. Reflexión difusa 2. Reflexión especular 3. Retrorreflexión

RETRORREFLEXIÓN

1.- CLASIFICACIÓN DE LA SEÑALIZACIÓN DE TRÁFICO: Dentro de la señalización de tráfico podemos distinguir básicamente tres grandes grupos: 1. Señalización horizontal: Marcas viales. 2. Señalización vertical: Señales de tráfico.

La luz incidente es devuelta hacia la fuente, dento de un cono de vértice agudo (8º a 10º)

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3. Balizamiento: Conjunto de elementos que delimitan la carretera e impiden o encauzan físicamente la circulación de vehículos. 2.- SEÑALIZACIÓN HORIZONTAL: MARCAS VIALES. Las marcas viales son sistemas ópticos con dispositivos de reflexión o no, aplicados sobre la superficie de la calzada formando líneas o signos que tienen como misión básica la mejora de la seguridad vial, así como fines informativos y reguladores del trafico. El pliego de prescripciones técnicas generales para obras de carreteras y puentes define, en lo relativo a señalización, balizamiento y sistemas de contención de vehículos, en su artículo 700, como marca vial reflexiva o no, aquella guía óptica situada sobre la superficie de la calzada, formando líneas o signos, con fines informativos y reguladores del tráfico. Las marcas viales comprenden las marcas longitudinales, las flechas, las marcas transversales, letreros y símbolos sobre la superficie de la calzada, etc. La característica fundamental de las marcas viales es su visibilidad, tanto nocturna como diurna. Los parámetros que influyen directamente en la seguridad del usuario son: 1) Visibilidad diurna: • Color y factor de luminancia • Relación de contraste 2) Visibilidad nocturna: • Retrorreflectancia: está regulada según la norma UNE-EN 1435:96 3) Resistencia al deslizamiento: valor SRT (de una marca vial): Es la resistencia al deslizamiento que ofrece una superficie vial mojada,

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medida a través de la fricción a baja velocidad, sobre dicha zona, de un patín de caucho, montado sobre un péndulo SRT. Se utiliza la abreviatura SRT. A) REFLEXIÓN BAJO ILUMINACIÓN DIURNA O ALUMBRADO PÚBLICO Para la medida de la reflexión bajo iluminación diurna o alumbrado público, se emplea el coeficiente de luminancia en iluminación difusa Qd, que representa el brillo de una marca vial tal como es percibida por los conductores de vehículos motorizados, en las condiciones típicas o medias de iluminación diurna o alumbrado público. Y se calcula como el cociente entre la luminancia de una zona de marca vial en una dirección dada y la iluminancia de esa zona. Este coeficiente se expresa en milicandelas por metro cuadrado y por lux (mcd x m-2 x lx-1) y se obtiene de una zona de marca vial a partir de la siguiente ecuación: Qd = L / E

Donde:

• L es la luminancia de la zona bajo iluminación difusa, expresada en mcd x m-2. • E es la iluminancia sobre el plano horizontal de la zona, expresada en lx. La luminancia L deberá determinarse para un ángulo de 2,29º (ángulo comprendido entre la dirección central de medida y el

plano de la zona) iluminando la zona de medida mediante un iluminante patrón D65 como se define en ISO/CIE 10526. La abertura angular total de las direcciones de medida no deberá sobrepasar 0,33º. La zona de medida de la marca vial deberá tener una superficie mínima de 50 cm2. En el caso de algunas marcas viales con resaltes, que presenten un espaciamiento importante entre ellos, la zona total de medida, debe tener un longitud suficiente para incluir, al menos, uno de los espaciamientos. El resultado más fiable se obtiene cuando la longitud total incluye un múltiplo exacto de espaciamientos. Toda la zona de medida debe recibir una iluminancia uniforme. Las condiciones estándar de medida pretenden simular una distancia de observación de 30 m para el conductor de un vehículo turismo, cuyos ojos se sitúen a 1,20 m por encima de la calzada. En el caso de superficies reales que tengan textura superficial, la zona de medida se alarga y a menudo se desplaza. La iluminación debe cubrir toda la zona. Las marcas viales en seco, deberán cumplir con lo especificado en la siguiente: (Tabla1) Medida y calibración En la práctica, las medidas se realizan por medio de un luminanciómetro corregido en V(l). La iluminación difu-

Color

Tipo de pavimento

Clase

Blanco

Bituminoso

Q0 Q2 Q3 Q0 Q3 Q4 Q0 Q1 Q2

Hormigón de Cemento Amarillo

Valor mínimo del coeficiente de luminancia en iluminación difusa: Qd (mcd x m-2 x lx-1) No exigible Qd>= 100 Qd>= 130 No exigible Qd>= 130 Qd>= 160 No exigible Qd>= 80 Qd>= 100 TABLA 1

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La calibración puede efectuarse determinando la iluminancia y la luminancia de la zona de medida. Muchas veces es más fácil medir la luminancia del sistema de iluminación mediante un luminanciómetro, bien directamente o indirectamente, a través de un espejo. Este valor medido corresponde a un coeficiente de luminancia en iluminación difusa Qd de 1 000 r/p, donde r es la reflectancia del espejo. Medidas in situ

vehículo, se emplea el coeficiente de luminancia retrorreflejada RL, que representa el brillo de una marca vial tal como es percibida por los conductores de vehículos motorizados bajo la iluminación de sus propios faros, y se calcula como el cociente entre la luminancia L de la zona de marca vial en la dirección de observación y la iluminancia E de esa zona, medida perpendicularmente a la dirección de la luz incidente. Este coeficiente se expresa en milicandelas por metro cuadrado y por lux (mcd x m-2 x lx-1). La RL de una zona de marca vial se obtiene a partir de la siguiente ecuación:

• L es la luminancia de la zona que está sometida a la iluminación producida por una sola fuente luminosa de una apertura angular relativamente pequeña proveniente del mismo lugar en el que se mide la luminancia, expresada en milicandelas por metro cuadrado.

La iluminación diurna bajo cielo nublado con una vista razonablemente despejada del horizonte, reproduce suficientemente bien la iluminación difusa para permitir medir el coeficiente de luminancia bajo iluminación difusa.

• E es la iluminancia creada por la fuente luminosa sobre la zona en un plano perpendicular a la dirección de iluminación, expresada en lux.

B) RETRORREFLEXIÓN BAJO ILUMINACIÓN DE LOS FAROS DE UN VEHÍCULO Para la medida de la retrorreflexión bajo iluminación de los faros de un

minación no debe sobrepasar 0,33º en el plano paralelo al plano de la zona de marca vial y 0,17º en el plano que contiene las direcciones de medida y de iluminación. La superficie mínima de la zona de medida de marca vial debe ser de 50 cm2. Para aquellas marcas viales con resaltes que presenten un espaciamiento importante entre resaltes la zona total de medida debe tener una longitud suficiente para incluir al menos un espaciamiento. El mejor resultado se obtiene cuando la longitud total de medida incluye un múltiplo exacto de espaciamientos. La totalidad de la zona de medida debe ser iluminada con una iluminancia uniforme.

RL = L/E donde

Para medidas in situ, puede producirse una iluminación indirecta a partir de una apertura en una esfera iluminada. Puede emplearse cualquier otra iluminación con tal que produzca una luminancia constante o tenga el mismo efecto y pueda ser calibrada en condiciones estándar.

Estas medidas pueden llevarse a cabo mediante un luminanciómetro situado, por ejemplo, en un vehículo y orientado hacia adelante según el ángulo de observación apropiado. Conviene medir simultáneamente la luminancia y la iluminancia de la marca vial delante del vehículo.

OPINIÓN

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sa se obtiene a partir de una extensa fuente luminosa D65 que produzca una luminancia constante como, por ejemplo, una esfera fotométrica o un sistema de iluminación que produzca el mismo efecto.

DE

Las condiciones estándar de medida pretenden simular una distancia de observación de 30 m para el conductor de un turismo cuyos ojos se encuentran a una altura de 1,20 m y en el que los faros del vehículo están a 0,65 m de altura. En el caso de superficies reales que tengan textura superficial, la zona de medida se alarga y a menudo se desplaza. La iluminación, que se alarga y a menudo se desplaza, debe cubrir toda la zona. Medida

En las condiciones estándar de medida, las direcciones de medida y de iluminación definen un plano perpendicular al plano de la superficie, el ángulo de observación a (ángulo comprendido entre la dirección central de medida y el plano de la superficie) es de 2,29º y el ángulo de iluminación e (ángulo comprendido entre la dirección central de iluminación y el plano de la superficie) es de 1,24º . La superficie de medida debe ser iluminada por un iluminante patrón A, conforme a lo definido en ISO/CIE 10526. La apertura angular total de las direcciones de medida no debe sobrepasar 0,33º . La apertura angular total de las direcciones de ilu-

En la práctica, las medidas se realizan por medio de un luminanciómetro corregido en V(λ) mientras que la iluminación la proporciona un proyector (faro) o un sistema de iluminación especialmente diseñado al efecto. Conviene que la alineación entre la zona de marca vial y el equipo de medida se realice con cuidado, ya que el coeficiente de luminancia retrorreflejada RL es, por razones geométricas, proporcional al valor real del cociente sen α/ sen ε Esto se puede evitar empleando una zona iluminada dentro de la

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zona de medida (sólo la zona iluminada es la zona de medida eficaz). El valor medido se convierte en valor RL multiplicándolo por el valor correcto del cociente de los ángulos estándar:

de señalización vertical u otras superficies reflectantes). Cuando se trata de medir marcas viales en condiciones de humedad es de particular importancia eliminar todas las reflexiones parásitas.

sen 1,24º / sen 2,29º = 0,54 Condiciones de humedad Medidas bajo iluminación de los faros de un vehículo La medida del coeficiente de luminancia retrorreflejada RL de las marcas viales también puede realizarse durante la noche utilizando un luminanciómetro que posea las características apropiadas y uno de los faros de un turismo en su mayor potencia o mediante una lámpara similar. La geometría de medida definida se respeta si la fuente de luz se sitúa a una altura de 0,65 m de la calzada y el luminanciómetro en la misma vertical de la lámpara pero a una altura de 1,20 m; efectuando las medidas a 30 m. Se aconseja utilizar una lámpara que tenga una intensidad luminosa de, al menos, 100.000 cd, para obtener una iluminancia E, superior a los 100 lx. Conviene que el haz luminoso sea lo suficientemente ancho como para iluminar uniformemente la zona de medida. El ángulo de medida ideal para un luminanciómetro es de 6' el cual proporciona un campo de medida elíptico de 5 cm x 130 cm. Para este ángulo de medida, la resolución del luminanciómetro debería ser de 0,1 cd x m-2 o mejor. Conviene evitar cualquier iluminación reflejada sobre el equipo de calibración, tanto si se trata de un equipo de medida de la iluminación como si se trata del patrón de reflexión, colocando pantallas o superficies mates u oscuras frente al equipo durante la calibración. Asimismo, conviene eliminar las reflexiones generadas por objetos luminosos situados detrás de la marca vial (por ejemplo faros de vehículos en sentido contrario, paneles

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OPINIÓN

Las condiciones de ensayo se crean mediante el vertido de agua limpia desde un cubo con una capacidad aproximada de 10 l desde una altura de alrededor de 0,5 m sobre la zona de medida. El agua se vierte uniformemente sobre la superficie de ensayo de forma que la zona a medir y su entorno se saturen momentáneamente de agua. El coeficiente de luminancia retrorreflejada RL en condiciones de humedad deberá medirse en las condiciones de ensayo 1 minuto después de haber vertido el agua. Condiciones de lluvia Las condiciones de ensayo se crean mediante la simulación de una lluvia de agua limpia, sin niebla ni bruma, con una intensidad media de (20 ± 2) mm/h sobre una superficie que sea, al menos, dos veces más ancha que la muestra a ensayar con una anchura mínima de 0,3 m y una longitud que supere en un 25% la de la zona de medida. La variación de la lluvia entre la de más débil y la de más fuerte intensidad no sobrepasará la relación 1:1,7.

esferas de vidrio, que son partículas de vidrio de forma esférica que tienen un diámetro aproximadamente entre 0.1 a 0.37 milímetros. La mejora de la reflectividad se logra debido a que la forma esférica de estas partículas permite la generación del fenómeno de retrorreflexión, que consiste en que la luz emitida por los vehículos penetra dentro de las microesferas, desviándose el rayo debido al fenómeno de la refracción... La capacidad que tienen las microesferas para refractar la mayor cantidad de luz recibida de los vehículos, depende de diversos factores, -naturaleza del vidrio, imperfecciones en la forma de las microesferas, granulometría en relación al espesor de película, cantidad de microesferas aplicadas, porcentaje de superficie libre, no embebida en la película de pintura, etc. Los tipos de microesferas que deben utilizarse para la elaboración de señales reflectivas en pavimentos, se establecen en la AASHTO M-247, en donde se especifican dos tipos de microesferas, tipo I y II, que se diferencian en su granulometría. TABLAS 4 Y 5 Además de la granulometría especificada, las microesferas deben de cumplir los siguientes requisitos: C) COLOR

Las marcas viales en seco, según las normas UNE, deberán cumplir con lo especificado en las siguientes tabla número 2. Asimismo, el Pliego de Prescripciones Técnicas Particulares (PG-3), en su artículo 700 “marcas viales”, especifica los valores mínimos del Coeficiente de Retrorreflexión para marcas viales, que coinciden básicamente, con lo determinado en la normativa UNE. Tabla 3 Para mejorar la reflectividad de las marcas viales se le incorporan micro-

Primeramente, vamos a definir que es el color: Es una sensación: interpretación por el cerebro de la recepción de frecuencias electromagnéticas en la retina. Consta de 3 componentes: RGB que son recibidos en la retina por un tipo de células llamadas conos, que detectan: • Bajas frecuencias: Rojos • Medias frecuencia: Verdes • Altas frecuencias: Azules

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Permanente

Blanco

Amarillo

Temporal

R0 R21) R41) R51) R0 R11) R31) R41) R0 R31) R51)

No exigible RL ≥ 100 RL ≥ 200 RL ≥ 300 No exigible RL ≥ 80 RL ≥ 150 RL ≥ 200 No exigible RL ≥ 150 RL ≥ 300

RW0 RW1 RW2 RW3

Orientados a los dispositivos • RGB • CMY • YIQ

No exigible RL ≥ 25 RL ≥ 35 RL ≥ 50

CLASES DE RL PARA MARCAS VIALES EN CONDICIONES DE LLUVIA Condiciones de humedad Clase Valor mínimo del coeficiente de luminancia retrorreflejada: RL (mcd . m-2 . lx-1) Alcanzadas tras una exposición de, al menos 5 min. conforme a B.7 durante una caída de agua uniforme de 20 mm/h

RR0 RR1 RR2 RR3

No exigible RL ≥ 25 RL ≥ 35 RL ≥ 50

30 días 300 150

180 días 200 150

730 días 100 150

TABLA 4 GRANULOMÉTRICA PARA LOS TIPOS DE MICROESFERAS Designación de Malla Porcentaje que pasa No Abertura (mm) Tipo I Tipo II 20 0.850 100 30 0.600 75 – 95 100 40 0.425 90 – 100 50 0.300 15 – 35 50 – 75 80 0.180 0–5 100 0.150 0–5 [AASHTO - 2002, M-247, PÁG. 2]

TABLA 5

REQUERIMIENTOS DE LAS MICROESFERAS DE VIDRIO

Características Requisitos Redondez Resistencia a la trituración Índice de reflectividad (reflectancia) Resistencia a la humedad Flotación [AASHTO - 2002, M-247, PÁG. 2]

Orientados al usuario • HSV • CIE Nosotros vamos a utilizar el Diagrama CIE realizado por la Commission International de L'Eclairage en 1931, que representa cualquier color percibido por el ser humano y que está basado en la teoría del triestímulo (tristimulus). Físicamente, un color es un espectro de potencia: P(λ)

TABLA 3 Tipo de marca Blanco (permanente) Amarillo (temporal)

Se pueden obtener casi todos los colores que percibe el ojo por combinación de tres colores (primarios) Existen distintos “Espacios de color”, que no son otra cosa que sistemas para definir y etiquetar colores, los hay de dos tipos:

CLASES DE RL PARA MARCAS VIALES EN CONDICIONES DE HUMEDAD Condiciones de humedad Clase Valor mínimo del coeficiente de luminancia retrorreflejada: RL (mcd . m-2 . lx-1) Alcanzadas tras verter agua sobre la superficie durante 1 min. conforme a B.6

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TABLA 2 CLASES DE RL PARA MARCAS VIALES EN SECO Tipo de marca Color Clase Valor mínimo del coeficiente de luminancia retrorreflejada: RL (mcd . m-2 . lx-1)

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70 % como mínimo de una esfera real. 133N (30lb) como mínimo. 1.5 como mínimo. No debe de absorber humedad al almacenarse y no se deben formar terrones. El 90% de las microesferas debe flotar en Xileno

Existen 3 tipos de conos, aproximadamente, la luz es absorbida por cada tipo con picos en R, G, y B. La suma de funciones de absorción da una función de eficiencia luminosa del ojo, con un pico aproximadamente en el verde. Se pueden obtener casi todos los colores que percibe el ojo por combinación de tres colores (primarios), por ejemplo el gris: colores primarios a igual radiancia (intensidad), R=G=B y el magenta (púrpura): color mezcla de R y B (¡no existe en arco iris!). Existen valores de triestímulo para cada λ del espectro, el problema es que se logra el color al sumarle el valor negativo: color = - krR + kgG + kbB) No pueden representarse, por ello se utilizan en el diagrama CIE colo-

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res primarios genéricos supersaturados (irreales) X Y Z , que son: • Colores imaginarios. • Están definidos de forma tabular por CIE. • Definen un estándar para todos los colores. Un color se define por los componentes de X, Y y Z. La proyección en el eje XY produce el diagrama de cromaticidad de la CIE.

OPINIÓN

TABLA 6

VÉRTICES DE LOS POLÍGONOS DE COLOR DE LAS MARCAS VIALES BLANCAS Y AMARILLAS 1 2 3 4 x 0,355 0,305 0,285 0,335 Marcas viales blancas y 0,355 0,305 0,325 0,375 x 0,443 0,545 0,465 0,389 Marcas viales amarillas Clase Y1 y 0,399 0,455 0,535 0,431 x 0,494 0,545 0,465 0,427 Marcas viales amarillas Clase Y2 y 0,427 0,455 0,535 0,483 VÉRTICES

TABLA 7

VALORES MÍNIMOS DE LAS CARACTERÍSTICAS ESENCIALES EXIGIDAS PARA CADA TIPO DE MARCA VIAL. PARÁMETRO DE EVALUACIÓN

TIPO DE MARCA VIAL PERMANENTE (color blanco) PERMANENTE (color blanco)

COEFICIENTE DE RETRORREFLEXION (RL/mcd.lx-1.m-2)

FACTOR DE LUMINANCIA

30 DIAS

180 DIAS

730 DIAS

SOBRE PAVIMENTO BITUMINOSO

300

200

100

0,30

150

SOBRE PAVIMENTO BITUMINOSO 0,40

VALOR SRT

0,20

45 45

Triangulo de color: C=CxX+CyY+CzZ Los valores de cromaticidad son Cx, Cy, Cz, Siendo Cx proporcional al área de triángulo CYZ. Definimos los coeficientes de cromaticidad: cx, cy, cz normalización de Cx, Cy, Cz: cx+cy+cz=1 Como prescindimos de la intensidad, basta estudiar la proyección XY, que constituye la “Herradura de diagrama CIE”.

superior (Y máxima) y el rojo a la derecha (X máxima); el blanco se encuentra aproximadamente en centro. • Los valores de triestímulo son positivos para todos los colores del espectro. Y se ha elegido de manera que sus valores coinciden con la función de eficiencia (sensibilidad) del ojo: da, por tanto la luminancia. Y da luminancia relativa: para mismo Y, según y, los valores de X,Z son mayores o menores.

(el corte opuesto): en vez de pico, tiene valle en esta longitud de onda. 3.Obtención de la saturación de un color C. a) A partir de distancia de C al blanco y de la distancia del corte con borde al blanco. 4.Obtención del color complementario a C. a) Está en la línea que une C con W, en el lado opuesto.

El color es determinado por sus coordenadas (x,y; Y) X= x*Y/y; Y=Y; Z=(1-x-y)*Y/y

5. Obtención de luminancia.

Aplicaciones del diagrama CIE:

6. Comparación de gamas de color (color gamuts)

a) A partir de Y

1. Combinación de colores Se observa que: • Colores visibles por el ojo (de una determinada intensidad) se encuentran en el plano XY. • Arco iris (colores del espectro) está en la U de la herradura.

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a)Una de las más importantes a) Colores producidos por mezcla de A y B, en segmento AB. b) Obtención no trivial (no lineal) por variación de luminancia. 2. Obtención de λ dominante de un color C.

• Frontera púrpura (colores mezcla, no del arco iris) están en la base de herradura.

a) Corte con borde de línea que va del blanco a C.

• El azul se encuentra en el vértice inferior (Y mínima), el verde en el

b) Si el corte es en la frontera púrpura, se toma λ de complementario

b) Cada dispositivo (monitor, impresora, ...) tiene asociado un triángulo de color (RGB) en el diagrama CIE. c) Se pueden comparar calidad de dispositivo, colores que se pueden imprimir de los representados en un monitor, ... Marcas viales: Para marcas viales en seco, las coordenadas cromáticas deberán encontrarse en el interior de los polígonos

de color definidos por los vértices indicados en la tabla y representadas sobre el diagrama CIE. Tabla 6. Las clases de marcas viales amarillas Y1 e Y2, están previstas para marcas viales permanentes y temporales, respectivamente. D) MATERIALES Las marcas viales pueden construirse mediante la aplicación de pinturas, termoplásticos de aplicación en caliente, plásticos de aplicación en frío, cintas y símbolos prefabricados o por otros medios. La mayor parte de las marcas viales son de color blanco o amarillo, aunque en casos especiales pueden emplearse otros colores. El carácter retrorreflectante de la marca vial se conseguirá mediante la incorporación, por premezclado y/o postmezclado, de microesferas de vidrio a cualquiera de los materiales anteriores. La retrorreflexión de una marca en condiciones de humedad o de lluvia puede reforzarse aportándole propiedades especiales. Estas propiedades pueden basarse en la textura superficial (como es el caso de las marcas con resaltes),en la presencia de microesferas de vidrio gruesas o en otros medios. Cuando existe una macrotextura superficial, el paso de ruedas puede producir efectos acústicos o vibratorios. Tabla 7 E) MAQUINARIA DE APLICACIÓN La maquinaria y equipos empleados para la aplicación de los materiales utilizados en la fabricación de las marcas viales, deberán ser capaces de aplicar y controlar automáticamente las dosificaciones requeridas y conferir una homogeneidad a la marca vial tal que garantice sus propiedades a lo largo de la misma. 3.- SEÑALES Y CARTELES VERTICALES DE CIRCULACIÓN RETRORREFLECTANTES Se definen como señales y carteles verticales de circulación retrorreflectantes, el conjunto de elementos destinados a informar, ordenar o regular la circulación del tráfico por carretera y en los que se encuentran inscritos leyendas y/o pictogramas. Una vez instalados deberán ofrecer la máxima visibilidad tanto en condiciones diurnas como nocturnas; para ello deberán ser capaces de reflejar la mayor parte de la luz incidente (generalmente, pro-

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cedente de los faros de los vehículos) en la misma dirección que ésta pero en sentido contrario. Con el fin de que sean más visibles y legibles por la noche, las señales viales, especialmente las de advertencia de peligro y las de reglamentación, deben estar iluminadas o provistas de materiales o dispositivos reflectantes. A) TIPOS Las señales y carteles verticales de circulación retrorreflectantes, se clasifican en función de: • Su objeto, como: de advertencia de peligro, de reglamentación o de indicación. • Su utilización, como: de empleo permanente o de empleo temporal (señalización de obras). B) MATERIALES Una señal de tráfico se puede considerar formada por tres elementos o zonas: 1. Soporte: estructura base de la señal sobre la cual se disponen el resto de los elementos o zonas constituyentes de la señal. 2. Zona no retrorreflectante: Se consigue generalmente, mediante el empleo de pinturas. 3. Zona retrorreflectante: Se consigue mediante el empleo de láminas de material retrorreflectante. C) ZONA NO RETRORREFLECTANTE Características ópticas de estos materiales • Coordenadas cromáticas, (x,y) • Factor de luminancia, β, en tanto por uno. • Brillo especular, en %.

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OPINIÓN

La determinación de las coordenadas cromáticas y factor de luminancia se realiza según la Norma UNE 48073-2, empleando un espectrocolorímetro de geometría 45/0, un iluminante patrón CIE D65 y el observador patrón de 2º.

• Adhesivo: asegura la adherencia al soporte. • Revestimiento reflector: consiste en una fina película de aluminio vaporizado, en la que se produce, finalmente, la reflexión de los rayos que inciden sobre la lámina.

Brillo especular La determinación del brillo especular se realizará con un ángulo de 60º, según se indica en la Norma UNE 48026. D) ZONA RETRORREFLECTANTE

• Resina o aglomerante: hace de ligante del resto de los componentes. • Microesferas de vidrio o microprismas: responsables de la reflexión de la luz que llega a la lámina.

Características ópticas de estos materiales

• Película externa: transparente y flexible, resistente a los agentes atmosféricos.

• Coordenadas cromáticas, (x,y); (Se determina igual que antes)

Según su naturaleza y características, las láminas retrorreflectantes utilizados en señales y carteles verticales de circulación se clasifican como:

• Factor de luminancia, β, en tanto por uno; (Se determina igual que antes) • Coeficiente de retrorreflexión, en cd · lx-1 · m-2.

• Nivel 1 o Engineer Grade • Nivel 2 o High Intensity • Nivel 3 o Diamond Grade

Coeficiente de retrorreflexión La determinación del coeficiente de retrorreflexión se realiza para la pareja de ángulos de divergen-cia/incidencia de 0,33º/5º. Puede llevarse a cabo con equipos portátiles.(Norma UNE 135350 EX) Las láminas de material retrorreflectante están compuestas de los siguientes elementos: • Película protectora del adhesivo, que se elimina en el momento de fijarlo al sustrato.

• De nivel 1 de retrorreflexión: son aquellos cuya composición es realizada a base de microesferas de vidrio incorporadas en una resina o aglomerante, transparente y pigmentado con los colores apropiados. Dicha resina, en su parte posterior, está sellada y dotada de un adhesivo sensible a la presión o activable por calor el cual, a su vez, aparece protegido por una lámina de papel con silicona o de polietileno. • De nivel 2 de retrorreflexión: son aquellos cuya composición es rea-

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• De nivel 3 de retrorreflexión: son aquellas láminas compuestas básicamente de microprismas integrados en la cara interna de una lámina polimérica. Dichos elementos, por su construcción y disposición en la lámina, serán capaces de retrorreflejar la luz incidente bajo amplias condiciones de angularidad y a las distancias de visibilidad consideradas características para las diferentes señales, paneles y carteles verticales de circulación, con una intensidad luminosa por unidad de superficie de, al menos, 10 cd.m2 para el color blanco. Características que deben reunir los materiales retrorreflectantes con microesferas de vidrio (norma UNE 135 334). Tabla 8, 9 y 10. Los productos de nivel de retrorreflexión 1 ó 2, suministrados para formar parte de una señal o cartel retrorreflectante, están provistos de una marca de identificación visual, internamente incorporada a la lámina por el fabricante de la misma durante el proceso de fabricación. Dicha marca debe ser fácilmente visible bajo condiciones de luz difusa o luz retrorreflejada. Además, esta marca no puede ser eliminada por medios físicos o químicos sin causar daños irreparables al sistema retrorreflectante y debe ser igualmente visible durante todo el periodo de vida útil de la lámina. Esta marca consiste en dos logotipos de tamaño máximo 8 mm x 8 mm;

LÁMINAS RETRORREFLECTANTES DE NIVEL 1 VALORES MÍNIMOS DEL COEFICIENTE DE RETRORREFLEXIÓN, EN cd.1x-1.m-2

TABLA 8

COLORES

ANGULARIDAD Ángulo de divergencia α

OPINIÓN

Ángulo de incidencia ß1 (ß2-0)

BLANCO

AMARILLO

ROJO

VERDE

AZUL

5o 30o 40o 5o 30o 40o 5o 30o 40o

70 30 10 50 24 9 5 2,5 1,5

50 22 7 35 16 6 3 1,5 1,0

14,5 6 2 10 4 1,8 1 0,5 0,5

9 3,5 1,5 7 3 1,2 0,5 0,3 0,2

4,0 1,7 0,5 2 1 0,1 0,1 0,1 0,1

0,2

o

0,33o

2,0o

NARANJA MARRÓN

25 10 2,2 20 8 2,2 1,2 0,5 0,1

1,0 0,3 0,1 0,6 0,2 0,1 0,1 0,1 0,1

El iluminante empleado será el patrón A de la CIE

LÁMINAS RETRORREFLECTANTES DE NIVEL 2 VALORES MÍNIMOS DEL COEFICIENTE DE RETRORREFLEXIÓN, EN cd.1x-1.m-2

TABLA 9

COLORES

ANGULARIDAD Ángulo de divergencia α

Ángulo de incidencia ß1 (ß2-0)

BLANCO

AMARILLO

ROJO

VERDE

AZUL

5o 30o 40o 5o 30o 40o 5o 30o 40o

250 150 110 180 100 95 5 2,5 1,5

170 100 70 120 70 60 3 1,5 1,0

45 25 15 25 14 13 1,0 0,4 0,3

45 25 12 21 12 11 0,5 0,3 0,2

20 11 8 14 8 7 0,2 0,1 0,1

0,2o

0,33o

2,0o

ÓPTICA DE LA SEÑALIZACIÓN VIAL

lizada a base de microesferas de vidrio encapsuladas entre una película externa, pigmentada con los colores adecuados, y una resina o aglomerante transparente y pigmentada apropiadamente. La citada resina, en su parte posterior, está sellada y dotada de un adhesivo sensible a la presión o activable por calor el cual, a su vez, aparece protegido por una lámina de papel con silicona o de polietileno.

DE

NARANJA MARRÓN

100 60 29 65 40 20 1,5 1,0 1,0

12,0 8,5 5,0 8,0 5,0 3,0 0,2 0,1 0,1

El iluminante empleado será el patrón A de la CIE

TABLA 10

LÁMINAS RETRORREFLECTANTES DE NIVEL 2 VALORES MÍNIMOS DEL COEFICIENTE DE RETRORREFLEXIÓN, EN cd.1x-1.m-2 FACTOR DE LUMINANCIA MÍN. ß

COORDENADAS CROMÁTICAS COLORES

BLANCO

AMARILLO (Tabla 1)

AMARILLO (Tabla 2)

ROJO

VERDE

AZUL

NARANJA

MARRÓN

X Y X Y X Y X Y X Y X Y X Y X Y

1

2

3

4

0,355 0,355 0,522 0,477 0,545 0,454 0,735 0,265 0,007 0,703 0,078 0,171 0,610 0,390 0,455 0,397

0,305 0,305 0,470 0,440 0,487 0,423 0,674 0,236 0,248 0,409 0,150 0,220 0,535 0,375 0,523 0,429

0,285 0,325 0,427 0,483 0,427 0,483 0,569 0,341 0,177 0,362 0,210 0,160 0,506 0,404 0,479 0,373

0,335 0,375 0,465 0,534 0,465 0,534 0,655 0,345 0,026 0,399 0,137 0,038 0,570 0,429 0,558 0,394

uno identificativo de la marca del fabricante, y el otro la letra E, seguida de la cifra 1 ó 2 indicativa del nivel. Las distancias entre los centros de los

NIVEL 1

NIVEL 2

0,35

0,27

0,27 0,16 0,05

0,03

0,04

0,03

0,01

0,01

0,17

0,14

0,03

0,03

(máx. 0,09) (máx. 0,09)

logotipos de identificación debe ser de 90±5 mm tanto en horizontal como en vertical. Los materiales retrorreflectantes con lentes prismáti-

51

ÓPTICA DE LA SEÑALIZACIÓN VIAL

ARTÍCULOS

DE

cas de gran angularidad (Nivel 3) deben poseer, en caso de afectar a sus propiedades ópticas, una marca que indique su orientación o posicionamiento preferente sobre la señal o cartel. Asimismo, dispondrán de una marca de identificación visual característica del fabricante.

TABLA 11 VALORES MÍNIMOS DEL FACTOR DE LUMINANCIA (ß) Y COORDENADAS CROMÁTICAS (X,Y) DE LOS VÉRTICES DE LOS POLÍGONOS DE COLOR DEFINIDOS PARA LOS MATERIALES RETRORREFLECTANTES CON LENTES PRISMÁTICAS DE GRAN ANGULARIDAD (**) NIVEL 3. COORDENADAS CROMÁTICAS COLOR BLANCO

Los materiales retrorreflectantes con lentes prismáticas de gran angularidad, (Nivel 3) además de cumplir las características recogidas en la norma UNE 135 334 para nivel 2, deben presentar unos valores mínimos iniciales del factor de luminancia (ß), así como unas coordenadas cromáticas (x,y), de los vértices de los polígonos de color, de acuerdo con lo especificado, para cada color en la siguiente tabla 11. Normativa une 135340 La Norma UNE 135340 de láminas retrorreflectantes microprismáticas poliméricas de Clase o Nivel III, que será publicada en breve, ha sido desarrollada en España tomando como base lo establecido en el capitulo 701 del PG3 para materiales microprismáticos de Nivel III e incorporando nuevos requisitos procedentes de la CUAP europea (Common understanding of Assesment Procedure) publicada en Junio de 2002 para materiales retrorreflectantes microprismáticos. En dicha Norma UNE 135340 se define tres tablas de Coeficientes de Retrorreflexión en las que se especifican las diferentes geometrías posibles, normalmente presentes en las vías, agrupadas por zonas representativas. El fabricante del material debe indicar respecto a cuál de estas tablas se compara su material. Puede, por tanto, haber materiales retrorreflectantes micriprismáticos de Nivel III que cumplan una, dos o las tres tablas. 1. La Tabla de Clase o Nivel 3-ZA corresponde a materiales con rendimiento lumínico óptimo en ángulos de observación pequeños. 2. La Tabla de Clase o Nivel 3-ZB corres-

52

OPINIÓN

AMARILLO

ROJO

AZUL

VERDE

X Y X Y X Y X Y X Y

FACTOR DE LUMINANCIA

1

2

3

4

NIVEL 3

0,355 0,355 0,545 0,454 0,690 0,310 0,078 0,171 0,030 0,398

0,305 0,305 0,487 0,423 0,595 0,315 0,150 0,220 0,166 0,364

0,285 0,325 0,427 0,483 0,569 0,341 0,210 0,160 0,286 0,446

0,335 0,375 0,465 0,534 0,655 0,345 0,137 0,038 0,201 0,794

0,40 0,24 0,03 0,01 0,03

(**) La evaluación del factor de luminancia (ß) y de las coordenadas cromáticas (x,y) se llevará a cabo con un espectrocolorimetro de visión circular, u otro instrumento equivalente de visión esférica, empleando como observador dos grados sexagesimales (2º), una geometría 45/0 (dirección de iluminación cero grados sexagesimales (0º) respecto a superficie de la probeta y medida de la luz reflejada a cuarenta y cinco grados sexagesimales (45'), respecto a la normal a dicha superficie) y con un iluminante patrón policromático CIE

TABLA 12

ENTORNO DE UBICACION DE LA SEÑAL O CARTEL

TIPO DE SEÑAL O CARTEL

ZONA PERIURBANA Travesías, circunvalaciones...)

AUTOPISTA, AUTOVÍA Y VIA RÁPIDA

CARRETERA CONVENCIONAL

SEÑALES DE CÓDIGO

NIVEL 2 (**)

NIVEL 2

NIVEL 1 (*)

CARTELES Y PANELES COMPLEMENTARIOS

NIVEL 3

NIVEL 3

NIVEL 2 (**)

(*) En señales de advertencia de peligro, prioridad y prohibición de entrada deberá utilizarse necesariamente el "nivel 2". (**) Siempre que la iluminación ambiente dificulte su percepción donde se considere conveniente reforzar los elementos de señalización vertical y en entornos donde confluyan o diverjan grandes flujos de tráfico, intersecciones, glorietas, etc., deberá estudiarse la idoneidad de utilizar el nivel 3.

ponde a materiales con rendimiento lumínico óptimo en ángulos de observación medios. 3. La Tabla de Clase o Nivel 3-ZC corresponde a materiales con rendimiento lumínico óptimo en ángulos de observación grandes. E) CRITERIOS DE SELECCIÓN DEL NIVEL DE RETRORREFLEXIÓN La selección del nivel de retrorreflexión más adecuado, para cada señal y cartel vertical de circulación, se realizará en función de las características específicas del tramo de carretera a señalizar y de su ubicación. Los niveles de retrorreflexión mínimos necesarios para cada señal y cartel vertical de circulación retrorreflectantes, en función del tipo de vía, con el fin de garan-

tizar su visibilidad tanto de día como de noche están en la tabla 12. Empleo de materiales retrorreflectantes de nivel 3 Debido a que el nivel 3 utiliza la tecnología de los microprismas, se definen varias zonas de uso de los materiales retrorreflectantes de nivel 3 y en función de cada una de ellas, el tipo de material de nivel 3 a utilizar: 1. Zona A: Recomendada para especificar las características fotométricas de los materiales retrorreflectantes (valores de coeficiente de retrorreflexión, R'/cd.lx-1.m-2 de nivel 3 a utilizar en carteles y paneles complementarios en tramos interurbanos de autopistas, autovías, y vías rápidas. 2. Zona B: Recomendada para especificar las características fotométricas

ARTÍCULOS

3. Zona C: Recomendada para especificar las características fotométricas de los materiales retrorreflectantes (valores de coeficiente de retrorreflexión, R'/cd.lx-1.m-2) de nivel 3 a utilizar en zonas urbanas. En función de cada una de ellas, se emplean los siguientes ángulos de observación y de entrada para la definición de las combinaciones geométricas de los materiales retrorreflectantes de nivel 3 en función de su utilización. Tabla 13.

TABLA 13

ÁNGULO DE ENTRADA (ß1; ß2=0º)

ÁNGULO DE OBSERVACIÓN (α)

5o

0,1o 0,2o 0,33o 0,33o 0,5o 1,0o 1,0o 1,5o

15o

30o

40o

ZONA A

ZONA B ZONA C

OPINIÓN

CONCLUSIONES La premisa básica de toda señalización es su visibilidad, tanto diurna, como nocturna, para lo cual, ha de realizarse un detallado estudio de los materiales a emplear en su fabricación, teniendo en cuenta que su misión básica es informar a los usuarios de la vía. Para ello es necesario tener en cuenta que la información transmitida por la señalización, tanto horizontal como vertical, debe de llegar a los usuarios en las mejores condiciones, evitando equívocos y errores que influyen muy directamente sobre la seguridad de la circulación vial. Por todo ello, y sobre todo en los últimos años, se están estudiando y desarrollando materiales de características ópticas muy especiales y específicas, que potencian la visibilidad tanto nocturna como diurna de nuestras señales y marcas viales, para permitir la adecuación de estas necesidades de información a las altas velocidades de circulación, y al creciente incremento de información que se transmite al usuario. Cabe resaltar asimismo que se ha mejorado enormemente en la señalización nocturna, debido al estudio y desarrollo de los materiales retrorreflectantes, lo que ha permitido sin duda, hacer nuestras carreteras mucho más seguras durante las horas nocturnas.

ÓPTICA DE LA SEÑALIZACIÓN VIAL

de los materiales retrorreflectantes (valores de coeficiente de retrorreflexión, R'/cd.lx-1.m-2) de nivel 3 a utilizar en entornos complejos (glorietas, intersecciones, etc.), tramos periurbanos y en carteles y paneles complementarios en tramos interurbanos de carreteras convencionales.

DE

Quisiera también para concluir, hacer constar la gran importancia que tiene la elección del tamaño de señal y por tanto del tamaño de los pictogramas y letras para esa mejor transmisión de la información al usuario, ya que, de nada nos valdría el desarrollo y utilización de materiales con características ópticas muy avanzadas, si no elegimos un tamaño adecuado de señales que permita distinguir los mensajes que nos transmite la señalización.

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- UNE-EN 1463-1:1998 Materiales para señalización vial horizontal. Captafaros retrorreflectantes. Parte 1: Características iniciales.

- UNE 135277-1:1998 EX Equipamiento para la señalización vial. Señalización horizontal. Maquinaria de aplicación. Parte 1: Clasificación y características.

- UNE-EN 1463-2:2000 Materiales para señalización vial horizontal. Captafaros retrorreflectantes. Parte 2: Especificaciones para el ensayo de campo.

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- UNE 135287:1999 EX Equipamiento para la señalización vial. Señalización horizontal. Microesferas de vidrio. Granulometría y porcentaje de defectuosas.

- UNE-EN 1824:1998 Materiales para señalización vial horizontal. Pruebas de campo.

- UNE 135330:1998 Señalización vertical. Señales metálicas permanentes retrorreflectantes mediante láminas con microesferas de vidrio. Características y métodos de ensayo. - UNE 135330:2000 ERRATUM Seña-lización vertical. Señales metálicas permanentes y retrorreflectantes mediante láminas con microesferas de vidrio. Características y métodos de ensayo. - UNE 135332:1998 Señalización vertical. Placas y lamas utilizadas en la señalización vertical permanente de las señales, carteles y paneles direccionales metálicos. Materiales. Características y métodos de ensayo.

• Feria de señalización: Traffic’04: - Entrevista con el Dr. Helmut Frank: Director Traffic Light Technology. - Documentación entregada por la empresa Kiwalite - Documentación entregada por la empresa 3M • Curso “conservación y explotación de carreteras” Intevía - Junta de Castilla y León

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