ESTUDIO DE TRAYECTORIAS SOLARES EN SALIDAS DE TÚNELES … · 2016-10-10 · Carta Solar Cilíndrica, basada en la proyección del recorrido solar en un cilindro que rodee al observador

ESTUDIO DE TRAYECTORIAS SOLDISEÑO DE MEDIDAS A

APLICACIÓN DE LA METODOLOG

ARES EN SALIDAS DE TÚNELES Y NTIDESLUMBRAMIENTO ÍA A LOS TÚNELES DEL FOLGOSO

Estudio de trayectorias solares en salidas de túneles y diseño de medidas antideslumbramiento

ÍNDICE DE CONTENIDO

1. INTRODUCCIÓN

2. GEOMETRÍA DE LA CALZADA Y DEL HORIZONTE

3. ANÁLISIS DE LAS TRAYECTORIAS SOLARES

4. ESTUDIO DEL DESLUMBRAMIENTO A PARTIR CÁLCULOS ASTRONÓMICOS Y DE LOS DATOS GEOMÉTRICOS

5. DISPOSITIVOS ANTIDESLUMBRAMIENTO Y PARÁMETROS DE DISEÑO

6. APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA A LOS TÚNELES DEL FOLGOSO


1 INTRODUCCIÓN En este estudio se analiza la influencia del sol en el deslumbramiento de los conductores a la

salida de los túneles y se estudian medidas para minimizar el problema, para finalmente aplicar

la metodología de análisis a los túneles del Folgoso, construidos en 1998 en la provincia de

Pontevedra, en la carretera A-52, puntos kilométricos 278+500 al 282+000.

Los objetivos de la investigación son los siguientes:

• Proponer una metodología para la determinación de las localizaciones del Sol a lo

largo del año para una determinada localización geográfica y la representación de las

mismas para su posterior análisis junta a las características de la vía.

• Analizar la influencia del trazado en los problemas de deslumbramiento en las bocas

de los túneles.

• Analizar posibles dispositivos para minimizar los problemas de deslumbramiento en la

salida de los túneles.

• Aplicar la metodología de análisis a los túneles del Folgoso y proponer soluciones a

los problemas existentes en la salida del túnel de la calzada derecha.

2 GEOMETRÍA DE LA CALZADA Y DEL HORIZONTE

Para el análisis del deslumbramiento en los conductores es preciso determinar la posición del

sol (acimut y altura sobre el horizonte) con relación a la posición de los conductores durante el

recorrido de la carretera en las proximidades de las bocas de los túneles. Se requieren estas

posiciones en los distintos puntos del recorrido en una longitud suficientemente elevada para

que el ojo del conductor se acomode de nuevo a las situaciones normales, las existentes en

ausencia de túneles.

Además, en los problemas de deslumbramiento también influye la geometría del horizonte, por

lo que debe tomarse un perfil de mismo, determinando para diferentes acimutes sus distancias

verticales.


3 ANÁLISIS DE LAS TRAYECTORIAS SOLARES En esta etapa se calculan los recorridos aparentes del sol, visto desde la boca del túnel, con el

fin de cuantificar el grado de deslumbramiento que se viene produciendo en los usuarios, en

ausencia de protecciones. De esta manera se puede proceder al diseño riguroso de dichas

protecciones y a la comprobación de su efectividad.

Determinación de las coordenadas geográficas

Para llevar a cabo los cálculos, se precisa en primer lugar determinar el punto sobre la

superficie terrestre al cual se van a referir los mismos. Se puede partir para ello de las

coordenadas U.T.M. disponibles de la cartografía del proyecto, las cuales deben ser pasadas a

coordenadas geográficas (latitud y longitud), por lo que hay que resolver el problema de

transformación de coordenadas. Se pueden emplear las fórmulas de Coticchia-Surace, que es

un método fácil de programar y que proporciona la precisión requerida para el estudio.

Cálculos astronómicos

La posición del Sol en la esfera celeste puede representarse en un sistema de coordenadas

esféricas con origen en un punto de la tierra. En dicho punto puede definirse un plano

horizontal tangente al geoide (plano xy) en el cual el eje x quede orientado hacia el sur. Así, la

posición del sol quedaría definida respecto a ese sistema de referencia mediante dos ángulos:

la distancia cenital ó ángulo formado por el vector Sol tierra con el eje z, o su complementario

(la altura o ángulo de elevación), y el ángulo acimutal, que es aquel que forma la proyección del

vector Sol-Tierra sobre el plano xy con el eje x. Conocidos estos ángulos, la posición del Sol

queda unívocamente determinada. El conocimiento de las coordenadas del sol referidas a este

sistema de referencia permite determinar la orientación de las posiciones del sol respecto a la

posición de un conductor que recorre la carretera en las proximidades de las bocas de los

túneles con una variación gradual de la orientación (acimut) y de la inclinación (determinada

por la pendiente de la rasante de la carretera).

Para determinar las coordenadas anteriores (coordenadas horizontales) a lo largo del año y

para cada una de las horas del mismo, es preciso llevar a cabo una trasformación de

coordenadas partiendo de otras de más fácil determinación. Para ello, en primer lugar es

preciso determinar las coordenadas horarias del sol (ángulo horario y la declinación). Una vez

calculadas estas coordenadas, su transformación a las coordenadas horizontales


correspondientes a la posición del conductor se podrá realizar mediante una serie de cálculos

trigonométricos sobre la esfera celeste.

Figura 1. Movimiento del Sol en la esfera celeste

Coordenadas horarias del Sol

La declinación del sol (ángulo que forma la línea que une los centros del Sol y de la Tierra con

el plano ecuatorial) varía continuamente debido al giro de la Tierra alrededor del Sol en el plano

de la eclíptica y al movimiento de giro del eje polar en torno a la normal al plano de la eclíptica,

formando un ángulo de 23,45º. La variación de la declinación del sol a lo largo del año puede

observarse en la figura 2.

Figura 2. Variación de la declinación del sol a lo largo del año


El ángulo horario del sol puede ser determinado para un determinado lugar de la tierra de

longitud λlocal a partir de la hora oficial en el huso horario de referencia y de la ecuación de

tiempo, la cual mide la diferencia entre el tiempo solar verdadero o ángulo solar horario, y el

tiempo civil ( TO).

Cálculo de las coordenadas horizontales del sol

Para la determinación de las coordenadas horizontales del sol se requiere la resolución por

trigonometría esférica del triángulo esférico formado por el meridiano del lugar, el círculo

horario que pasa por el sol y el círculo vertical que pasa por el sol:

h = altura sobre el horizonte

A = acimut del sol

φ = latitud del lugar

H = ángulo horario

δ = declinación del sol

3.1.1

Representación de las trayectorias del Sol

Las posiciones del Sol a lo largo del año (acimut y altura) pueden ser representadas en una

Carta Solar Cilíndrica, basada en la proyección del recorrido solar en un cilindro que rodee al

observador. Al ser cortado el cilindro por el norte se puede desplegar una proyección plana del

recorrido solar, con lectura directa de la Altura y Azimut solar. En la práctica se utiliza una

escala uniforme para la altura solar (0º a 90º), para evitar que el sol "se salga por arriba del

cilindro". La principal ventaja de la carta cilíndrica es la posibilidad de representar el horizonte

real en torno al observador, y analizar de manera gráfica los períodos en los que el sol podrá

provocar deslumbramientos en los conductores a lo largo del recorrido de la carretera

(variaciones en el acimut de la visual del conductor y de la altura de la misma, determinada por

la propia inclinación de la vía). En función de los ángulos que formen la visual del conductor


respecto a las posiciones solares, los efectos del deslumbramiento serán de una mayor o

menor envergadura.

Figura 3. Carta cilíndrica para la representación de los recorridos solares

Altura

sob

re e

l hor

izon

te

Acimut en grados sexagesimales

CAMINOS DEL SOL EN EL CIELODibujo realizado para la hora civil

Latitud: 42º 10' 36'' NorteLongitud: 8º 22' 03'' Oeste

Línea continua21 junio al 20 diciembre

Línea discontinua21 diciembre al 20 junio

EneroFebreroMarzoAbrilMayoJunioJulioAgostoSeptiembreOctubreNoviembreDiciembre

Figura 4. Ejemplo de carta cilíndrica: túnel del Folgoso


4 ESTUDIO DEL DESLUMBRAMIENTO A PARTIR CÁLCULOS ASTRONÓMICOS Y DE LOS DATOS GEOMÉTRICOS

Para analizar las molestias que el sol puede provocar en los conductores durante el recorrido

de la calzada a la salida del túnel se propone utilizar representaciones mediante cartas solares

cilíndricas. La variable que fundamentalmente determinará la intensidad de las molestias en los

conductores será el ángulo que forma la visual de los conductores respecto a la posición del

sol.

De este modo, se puede determinar sobre las cartas las situaciones en las cuales ese ángulo

es inferior a 20º tanto en acimut como en altura. También se pueden indicar aquellas

situaciones en las que ese ángulo es inferior a 10º, y que se corresponderían con exposiciones

muy molestas y por lo tanto de mayor riesgo para la seguridad vial.

En la figura 5 se ha indicado en un recuadro azul la zona en la que la afección a los

conductores sería importante (orientación del sol formando un ángulo inferior a 20º respecto a

la visual del conductor), y con un sombreado azul aquella en la que sería muy molesta (visual

formando un ángulo inferior a 10º) para un punto situado justo a la salida de un túnel, con un

acimut de 252º y una pendiente del 2,5%.

Altura

sob

re e

l hor

izon

te 40º

JunioJulioAgostoSeptiembreOctubreNoviembreDiciembre

-60º

40º

-80º

20º0º


180º60º 80º 100º 160º140º120º 240º220º200º 260º 280º 300º

-40º

-20º

0º

20º

360º320º 340º


60º

-80º


1312

1110

98

76

5432

14 1516

1718

1920

2122

23

Figura 5. Definición de períodos molestos.


En la figura 6 se muestra de manera detallada la zona de molestia indicada en la figura 5,

incluyendo los días del año y las horas. Las trayectorias solares se han definido solamente

para los meses de junio a diciembre, y se han dibujado para saltos de cinco días. En los

meses de enero a mayo serían equivalentes a los meses de julio a noviembre, por lo que se ha

decidido no dibujar las trayectorias solares en esa época con el objeto de dejar más claro el

dibujo.

27

16

126 21

6

11

1

2

712

1722

712

1722

27

2 1823

28

240º 260º0º

18,6º

8,6º

17 horas 18 horas


252º

Figura 6. Detalle de los períodos molestos.

De la figura 7 se pueden deducir los acimutes que no debería presentar la carretera en la zona

próxima a la salida del túnel para evitar molestias excesivas en los conductores. Si se quieren

evitar ángulos en la posición del sol inferiores a 10º respecto a la visual del conductor durante

todo el año, se deberían evitar acimutes en la carretera con valores comprendidos entre 220º y

313º.


Altura

sob

re e

l hor

izon

te 40º


-60º

40º

-80º

20º0º


180º60º 80º 100º 160º140º120º 240º220º200º 260º 280º 300º

-40º

-20º

0º

20º

360º320º 340º


60º

-80º


1312

1110

98

76

5432

14 1516

1718

1920

2122

23

NoviembreDiciembre

1819

2021

2223

712

172227

2

27

166 1 2621

6

11

1

27

121722

38

13

1823

28

Figura 7. Acimutes recomendados para evitar molestias excesivas.


5 DISPOSITIVOS ANTIDESLUMBRAMIENTO Y PARÁMETROS DE DISEÑO

Para minimizar los problemas de deslumbramiento se proponen dos soluciones diferentes:

Solución 1: palas dispuestas transversalmente a la calzada Esta solución consiste en una celosía de palas de aluminio u otro material dispuestas

transversalmente a la calzada. Las razones por las que se considera buena la forma elipsoidal

de las palas son las siguientes:

• La facilidad de autolimpieza, al no tener pliegues ni nervios.

• Presentan dos caras vistas idénticas.

• La posibilidad de producir ruido por viento es menor que con otros tipos de

palas.

• Permiten refuerzos interiores, si fuesen necesarios.

El dispositivo debe cubrir toda la calzada, pues en cualquier carril puede producirse el

deslumbramiento.

La estructura soporte del dispositivo antideslumbramiento se puede diseñar como se describe a

continuación (figura 9):

• Pórticos separados una determinada distancia.

• Unas vigas longitudinales que arriostran los pórticos y a su vez sirven para fijar

las palas del dispositivo.

Figura 8. Forma de las lamas


En esta solución los parámetros de diseño son la altura de las lamas, la separación entre

lamas, y la orientación de éstas. El resto de elementos (correas y pórticos) son elementos

estructurales cuya única función es servir de soporte a las lamas. Además, otro parámetro de

diseño sería la longitud de la carretera a proteger, que depende fundamentalmente de la

geometría de la vía, de la geometría del horizonte, de la velocidad de circulación y del tiempo

requerido para que el ojo se adapte a las condiciones exteriores.

Figura 9. Estructura de soporte de las palas elipsoidales.

Las valores de los parámetros que se han establecido para determinar los ángulos a partir de

los cuales el sol provoca molestias que pueden generar de forma significativa situaciones de

riesgo en los usuarios han sido establecidos conforme a observaciones reales, a falta de más

datos sobre investigaciones en este aspecto. Además, se han tenido en cuenta algunas

recomendaciones existentes sobre la iluminación en túneles, que si bien no proporcionan

información directa sobre deslumbramientos del sol, sí dan una idea sobre las distancias

necesarias para la adaptación del ojo a los cambios de luminosidad.

Se ha considerado que el ángulo de elevación del sol que delimita la zona de molestia elevada

es de 10º sexagesimales sobre la visual del conductor, que se considera tangente a la

trayectoria real del vehículo. Para ello es necesario conocer la rasante de la carretera. Además,

se considera un ángulo de 20º sexagesimales de posibles molestias, y que por lo tanto deberá


ser tenido en cuenta en el diseño de la disposición de las lamas. A partir de estos valores, se

puede determinar el distanciamiento mínimo entre palas.

La orientación óptima de las palas puede analizarse de manera gráfica. En principio podrían

tantearse diferentes orientaciones, e incluso la posibilidad de automatizar dichas orientaciones

en función de las diferentes posiciones del Sol a lo largo del día. Sin embargo, desde el punto

de vista de su instalación inicial y de la propia conservación y explotación de los elementos

antideslumbramiento se considera que la mejor solución sería disponer las palas con una

orientación fija y vertical, prescindiendo de cualquier tipo de mecanismo. Por lo tanto, los

beneficios conseguidos con la introducción de orientaciones diferentes a la posición vertical o al

empleo de palas móviles deben compensar los considerables gastos en mantenimiento y

dificultades en la explotación que acarrearía el empleo de mecanismos automáticos.

Mediante un sencillo ejemplo puede evaluarse de manera aproximada la mejora que se

obtendría con una orientación óptima de las palas respecto a la posición vertical. Para ello, se

va a suponer que se dispone de una carretera con una rasante horizontal, en la cual se han

colocado unas palas con una separación de 90 centímetros, cuyo borde inferior se ubica a una

altura de 5,5 metros de la rasante de la vía.

En el caso de disponer las palas fijas y verticales, se protegería al conductor de la incidencia de

los rayos solares hasta un ángulo respecto a la visual del mismo (paralela a la calzada) de 28º,

tal y como se puede observar en la figura 10 (línea de color rojo). Si se jugara con la

orientación de las palas, se podría aumentar ligeramente dicho ángulo, si bien el máximo

ángulo que se podría conseguir sería de 31º (línea azul de la figura 10), que se correspondería

con la tangente común a dos circunferencias de diámetro la altura de la pala (en este caso 47

cm)..

Como conclusión, se entiende que la idea de introducir mecanismos dinámicos para la

orientación de las palas conforme va variando la posición del Sol deja de tener interés debido a

la poca rentabilidad que se tendría. Esta medida conseguiría, como máximo, la misma

eficiencia que la obtenida con palas fijas y verticales separadas una distancia de 0,78 m en

lugar de 0,90 m. No obstante, puede analizarse si desde el punto de vista constructivo y de

mantenimiento se considera rentable la posibilidad de inclinar todas las palas un ángulo

determinado; en la figura 11 se muestra el ángulo óptimo para el caso de rasante horizontal y

separación de lamas de 90 cm.


Figura 10. Ángulos por debajo de los cuales el conductor se siente protegido

Figura 11. Orientación de las palas


Solución 2: estructuras tensadas

Esta solución consiste en el empleo de estructuras tensadas como elemento para evitar el

deslumbramiento. Estas estructuras son continuas, a diferencia de las anteriores, y están

formadas por materiales flexibles (PVC, teflón, cables, etc), los cuales adquieren una rigidez

elevada mediante la aplicación de una acción de pretensado.

El empleo de estos tipos de estructuras para evitar los problemas de deslumbramiento en los

túneles requiere un diseño mediante una serie de piezas, que cubran toda la calzada, y que

deben disponerse a lo largo de los metros de carretera a proteger (que pueden ser unos 240

m). Un posible diseño para la pieza a ubicar en la zona más cercana a la boca del túnel se

muestra en la figura 12. Se requiere en cualquier caso el estudio detallado de este diseño y la

elaboración de otros para las piezas a ubicar a lo largo de la vía.

Figura 12. Pieza de estructura tensada a la salida de un túnel


6 APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA A LOS TÚNELES DEL FOLGOSO

La metodología descrita en este documento se ha aplicado a los túneles del Folgoso,

construidos en 1998 en la provincia de Pontevedra, en la carretera A-52, puntos kilométricos

278+500 al 282+000. El estudio se ha realizado para minimizar los problemas de

deslumbramiento al atardecer a la salida del túnel de la cazada derecha, que presenta

orientación Este-Oeste.

Geometría de la calzada y del horizonte En primer lugar se requiere la geometría de la calzada en los primeros metros tras la salida del

túnel. En la figura 13 se muestra en color rojo el trazado en planta del borde exterior de la

calzada objeto de análisis, el cual fue levantado in situ con medios topográficos. En la figura 14

se muestra un perfil longitudinal del eje en planta anterior, en el cual se han indicado las

inclinaciones de la rasante, pues es el dato que fundamentalmente interesa para el análisis del

deslumbramiento.

Figura 13. Trazado en planta del borde exterior de la calzada objeto de análisis


Figura 14. Trazado en alzado de la rasante de la calzada

Los datos correspondientes a la definición geométrica del eje en planta, con listados de los

puntos cada 20 metros, se muestran en la tabla 2. El punto kilométrico inicial, tal y como se

puede observar en la figura 13 (0+000), se corresponde con la salida del túnel, y dichos datos

fueron tomados en una longitud de 640 metros (P.K. 0+640). La definición geométrica de la

rasante de la carretera se muestra en la tabla 1.

P.K. Cota Pendiente (%) 0+000 537.25 -2.475 48.484 536.05 -2.877 84.639 535.01 -3.327 126.714 533.61 -3.718 173.778 531.86 -4.423 187.795 531.24 -4.260 219.013 529.91 -4.334 258.930 528.18 -4.721 305.950 525.96 -4.939 350.493 523.76 -5.086 390.206 521.74 -5.001 426.196 519.94 -4.919 470.105 517.78 -4.991 513.980 515.59 -5.127 557.866 513.34 -5.074 602.209 511.09 -5.143 645.184 508.88

Tabla 1. Datos del trazado en alzado de la calzada


P.K. Coord. X Coord. Y Azimut (Centesimales)

Acimut (sexagesimales)

Acimut Astronómico

0+000 552,237 4,669,587 280.4 252.4 72.4 0+020 552,218 4,669,581 280.3 252.3 72.3 0+040 552,199 4,669,575 279.7 251.7 71.7 0+060 552,180 4,669,569 278.6 250.7 70.7 0+080 552,161 4,669,562 277.5 249.8 69.8 0+100 552,142 4,669,555 276.5 248.9 68.9 0+120 552,124 4,669,548 275.4 247.9 67.9 0+140 552,105 4,669,540 274.3 246.9 66.9 0+160 552,087 4,669,532 273.3 246.0 66.0 0+180 552,069 4,669,524 272.2 245.0 65.0 0+200 552,050 4,669,515 271.2 244.1 64.1 0+220 552,033 4,669,506 270.1 243.1 63.1 0+240 552,015 4,669,497 269.0 242.1 62.1 0+260 551,997 4,669,487 268.0 241.2 61.2 0+280 551,980 4,669,478 267.3 240.6 60.6 0+300 551,962 4,669,468 267.0 240.3 60.3 0+320 551,945 4,669,458 266.0 239.4 59.4 0+340 551,928 4,669,447 265.1 238.6 58.6 0+360 551,911 4,669,437 264.1 237.7 57.7 0+380 551,894 4,669,426 263.1 236.8 56.8 0+400 551,877 4,669,415 262.1 235.9 55.9 0+420 551,861 4,669,404 261.2 235.1 55.1 0+440 551,845 4,669,392 261.1 235.0 55.0 0+460 551,828 4,669,381 260.8 234.7 54.7 0+480 551,812 4,669,369 260.2 234.2 54.2 0+500 551,796 4,669,357 259.7 233.7 53.7 0+520 551,780 4,669,345 259.2 233.3 53.3 0+540 551,764 4,669,333 258.7 232.8 52.8 0+560 551,748 4,669,321 258.2 232.4 52.4 0+580 551,732 4,669,309 257.7 231.9 51.9 0+600 551,716 4,669,297 257.6 231.8 51.8 0+620 551,701 4,669,284 257.6 231.8 51.8

Tabla 2. Datos del trazado en planta del borde exterior de la calzada

Se tomaron in situ varios puntos del perfil del horizonte, determinando para diferentes acimutes

sus distancias verticales, los cuales se muestran a continuación:

PUNTO A (cente) V (cente) A (sexa) V(sexa) 1 291.2 99.1 262.1 89.2 2 284.4 100.1 256.0 90.1 3 278.5 100.0 250.6 90.0 4 271.8 100.3 244.6 90.3 5 262.6 98.0 236.3 88.2 6 253.1 93.4 227.8 84.1


Se puede comprobar que la altura del horizonte es prácticamente nula cuando los acimutes

coinciden aproximadamente con los de la carretera.

Análisis de los cálculos astronómicos En el gráfico siguiente se muestran los resultados de los cálculos astronómicos y se representa

la situación existente a la salida del túnel, donde el acimut de la carretera es de 252º y la

pendiente del 2,5% (1,4º).

Altura

sob

re e

l hor

izon

te 40º


-60º

40º

-80º

20º0º


180º60º 80º 100º 160º140º120º 240º220º200º 260º 280º 300º

-40º

-20º

0º

20º

360º320º 340º


60º

-80º


1312

1110

98

76

5432

14 1516

1718

1920

2122

23

27

16

126 21

6

11

1

2

712

1722

712

1722

27

2 1823

28

240º 260º0º

18,6º

8,6º

17 horas 18 horas


252º

Figura 15. Identificación de períodos molestos a la salida del túnel.


Para un punto de la calzada ubicado a 130 metros de la boca del túnel, las zonas de molestia

vendrían definidas por los recuadros indicados en la figura 16. El acimut en ese punto es de

247º aproximadamente y la pendiente de la calzada del 3,7%. Al igual que en la boca del túnel,

los períodos más molestos serían los correspondientes a los meses de octubre, noviembre,

enero y febrero, en los cuales existen períodos en los que el acimut del sol llega a coincidir con

el de la carretera para alturas del sol sobre el horizonte inferiores a 10 grados.

Para un punto de la calzada situado a 620 metros de la boca del túnel, en el cual el acimut de

la vía es de 232º y la pendiente del 5%, los períodos de molestia por deslumbramiento a lo

largo del año se verían reducidos de manera significativa, tal y como se puede observar en la

figura 17.

2716

1

2621

611

127

1217

22

7121722

27 228

240º 260º247º0º

17,9º

7,9º


17 horas 18 horas

Figura 16. Situación existente a 130 metros de la boca del túnel


2716

126

21611 1

2

712

1722

27

220º 240º232º0º

17,9º

7,9º


16 horas 17 horas

Figura 17. Análisis del deslumbramiento a 620 m de la boca del túnel.

Dispositivos frente al deslumbramiento

Para evitar los problemas de deslumbramiento a la salida del túnel del Foldoso se han

diseñado elementos formados por lamas transversales a la vía.

Se ha considerado que el ángulo de elevación del sol que delimita la zona de molestia elevada

es de 10º sexagesimales sobre la visual del conductor, que se considera tangente a la

trayectoria real del vehículo. Para ello es necesario conocer la rasante de la carretera. Además,

se considera un ángulo de 20º sexagesimales de posibles molestias, y que por lo tanto deberá

ser tenido en cuenta en el diseño de la disposición de las lamas. A partir de estos valores, se

ha determinado el distanciamiento mínimo entre lamas, que ha resultado ser de 1,30 m para

los 20º (figura 18); se ha optado por introducir además un coeficiente de seguridad que permite

aumentar la protección hasta los 28º, requiriéndose para ello una separación entre palas de 90

cm. Éste último valor se considera suficiente para los objetivos perseguidos, y se ha

considerado suficientemente conservador, en parte debido a la escasez de investigaciones

relacionadas con este tema. A esa altura sobre el horizonte la posición del sol ya tiene

incidencia durante prácticamente todo el año.


Figura 18. Distancias entre palas para la protección de 20º sobre la visual del conductor

Con relación a la longitud a la que debe extenderse el dispositivo, hay añadir lo siguiente:

• En primer lugar hay que tener en cuenta que el horizonte visual a la salida del túnel forma

un ángulo de prácticamente 0º con la horizontal y la rasante de la autovía forma un

ángulo de -1º26’ con la horizontal. Para que con el sol en el horizonte un conductor a la

salida del túnel no se vea perturbado por los rayos, la celosía debe tener una longitud de

145 m, tal y como se representa en la figura 19. En dicha figura se muestra la rasante de

la calzada en los primeros 640 metros tras la salida del túnel (color rojo) junto a la

envolvente de la parte inferior de las lamas (color magenta).

Si la longitud del dispositivo fuese de 145 m, al recorrer el primer metro una vez fuera del

túnel, el sol incidiría de frente en los ojos del conductor. Para la altura de los ojos del

conductor se ha adoptado un valor de 1,10 metros.


Rasante de la calzada

Conductor a 1,1 m altura

145 metros

Figura 19. Visual del conductor al horizonte tras la salida del túnel

• El dispositivo de este modo debe proporcionar una zona de transición entre la oscuridad

del túnel y el espacio abierto normal, en el que el sol ya molestará a los conductores al

ocaso, como en cualquier carretera en sentido este-oeste. Lo que se pretende es que a lo

largo de esa zona de transición los conductores se vayan acostumbrando a la luz sin que

el sol les incida directamente en los ojos.

• Se ha considerado que la zona de transición debe ser superior a 3 s, recorridos a una

velocidad igual al percentil 85 de la distribución de velocidades. Para el percentil 85 se ha

adoptado un valor de 120 km/h (deducido de los aforos existentes en el túnel), algo

superior a la limitación de velocidad, de 100 km/h. Teniendo en cuenta estos parámetros,

la zona de transición debe tener una longitud al menos de 100 m. Se ha adoptado un

período de 3,7 segundo, algo superior al anterior, lo cual proporciona una zona de

transición de 125 metros de longitud.

• La aplicación de los parámetros anteriores puede observarse en la figura 20. Se ha

dispuesto que la cubierta de lamas tenga una longitud de 240 m, lo que equivale que la

zona antes del deslumbramiento se recorra en unos 3,7s.


Rasante de la calzadaConductor a 1,1 m altura

125 metros 240 metros

Figura 20. Visual del conductor al horizonte tras la salida del túnel

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ESTUDIO DE TRAYECTORIAS SOLARES EN SALIDAS DE TÚNELES … · 2016-10-10 · Carta Solar Cilíndrica, basada en la proyección del recorrido solar en un cilindro que rodee al observador