¿Cuántas barreras dinámicas deberás colocar en tu proyecto para mitigación de riesgos? ¿Cuáles deberían ser sus dimensiones? En este artículo te hablaremos sobre los conceptos básicos que se emplean para determinar la barrera ideal. Además, como referencia, te compartiremos un caso real llevado a cabo en La Presa Zimapán, Hidalgo.  

Las barreras dinámicas son soluciones de protección desarrolladas para interceptar los caídos frenar de rocas y reducir los riesgos derivados de desprendimientos en laderas o taludes. El diseño flexible que les caracteriza permite que se deformen ante el choque de los bloques y, en muchos casos, puedan recuperar su forma original o seguir operativas tras contener el evento. Para ello, estas soluciones están conformadas por postes de acero, cables tensores, mallas de contención y frenos o disipadores de energía.  

¿Cómo funcionan las barreras dinámicas? 

Estos sistemas de disipación de energía cuentan con dos mallas: la principal, encargada de absorber el impacto directo de las rocas; y una secundaria, diseñada para retener fragmentos más pequeños que podrían atravesar la estructura (detritos). 

Los frenos o disipadores, cuya forma puede variar entre herradura o tubo de aluminio, se seleccionan según las especificaciones técnicas de cada proyecto. Asimismo, la cantidad de anillos y la configuración de los postes se ajusta dependiendo de la energía que la barrera dinámica necesite disipar. 

Como referencia, la capacidad de las barreras dinámicas puede ir desde los 100 kJ hasta superar los 5000 kJ, según el tamaño y las condiciones del proyecto. Por otro lado, la altura de las barreras puede variar entre 2 y 6 metros, según las necesidades de protección y las dimensiones de los bloques que podrían desprenderse. 

Cualidades de estas soluciones para el control de caídos

Cada uno de estos sistemas para el control de caídos cuenta con un nivel energético certificado que garantiza su capacidad de disipar energía. Particularmente, la malla y los frenos están diseñados para deformarse de manera controlada al absorber la energía y reducir la carga transmitida tanto al terreno como a los anclajes.  

Durante el diseño, es esencial contemplar el escenario de instalación. Las barreras dinámicas requieren de espacio suficiente para permitir su deformación durante un impacto. Por ejemplo, si la barrera se coloca demasiado cerca de una vía, podría llegar a invadir el camino al activarse y afectar a quienes transitan por este.  

Cabe subrayar que, estas estructuras se fabrican con acero de alta resistencia y cables galvanizados, mientras que sus anclajes se fijan en concreto o directamente en la roca. Como tal, la eficacia de este tipo de soluciones para la protección contra caídos ha sido comprobada durante más de 10 años tanto en Europa como en América Latina. 

¿Cómo calcular la capacidad de este tipo de barreras? 

El cálculo tiene el objetivo de determinar cuánta energía puede absorber una barrera dinámica durante un evento de impacto; la unidad de medida son los kilojulios (kJ). La Guía Europea EAD 340059-00-0106 es la referencia internacional que avala el desempeño de estas soluciones. Asimismo, establece los criterios para evaluar su capacidad de disipación de energía.  

1. Pues bien, uno de los aspectos clave en el diseño de barreras dinámicas es el cálculo de la energía de impacto, para lo cual se utiliza la siguiente fórmula: 

E = ½ mv² 

2. La energía (E) depende de la masa del bloque (m) y la velocidad (v) al momento del impacto.  

3. Toma en cuenta que, la mayor parte de esta energía es cinética, aunque también debe considerarse la energía rotacional que puede generar el movimiento del bloque. 

4. Al mismo tiempo, es necesario calcular la relación entre la fuerza ejercida y la deformación de la estructura; para ello, debes emplear la siguiente fórmula: 

W = Fd (fuerza por deformación) 

Aplicación exitosa de barreras dinámicas en México 

Las barreras dinámicas son aptas para mitigar riesgos en todo tipo de terrenos, desde formaciones rocosas hasta rellenos de presa. En México, un claro ejemplo de su aplicación es la Presa Zimapán, conocida oficialmente como la Central Hidroeléctrica Fernando Hiriart.  

En este sitio se colocaron barreras dinámicas para proteger las instalaciones ubicadas al pie de un acantilado de roca, desde donde, de manera esporádica, se desprenden rocas de diferentes tamaños capaces de causar daños estructurales y afectar la operación de la central. 

Para mitigar este riesgo, se instalaron tres barreras dinámicas con una altura de 4.5 metros cada una, pero con longitudes distintas; la más larga es de 60 metros lineales, la segunda es de 50 metros y la tercera, de 10 metros. Todas estas barreras cuentan con una capacidad energética de 500 kJ y están equipadas con paneles HEA como red de protección primaria; también integran montantes tubulares como soporte estructural. 

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