Introducción
La seguridad vial depende en gran medida de la eficacia de los sistemas de contención de vehículos: barreras, pretiles o transiciones que, en caso de accidente, reducen la gravedad de las consecuencias. Tradicionalmente, la evaluación de estos sistemas se ha basado casi exclusivamente en ensayos físicos a escala real, realizados según la normativa europea UNE-EN 1317. En estos ensayos, vehículos de distinto tipo colisionan contra el sistema para comprobar si cumple los niveles de contención y seguridad establecidos.
Aunque imprescindibles, estos ensayos presentan limitaciones: son costosos, requieren largos plazos de preparación y, sobre todo, no permiten analizar todas las configuraciones posibles que se encuentran en las carreteras. No siempre es viable repetir un ensayo por cada variación geométrica, material o de instalación que aparece en obra.
En este contexto surge una herramienta que está cambiando las reglas del juego: las simulaciones numéricas. Gracias a los avances en mecánica computacional y software de cálculo explícito, hoy es posible reproducir virtualmente un impacto con un alto grado de fidelidad. Esto permite anticipar el comportamiento de un sistema antes de ejecutar el ensayo físico y, en muchos casos, complementar o incluso sustituir escenarios que serían inviables de ensayar en la práctica.
La norma UNE-EN 16303:2021 ha supuesto un paso decisivo, ya que establece por primera vez un marco normativo para el uso de estas simulaciones en el ámbito de la seguridad vial. Define los criterios de validación frente a ensayos reales (como deflexión dinámica, anchura de trabajo o índices de severidad), los requisitos de calidad de los modelos y las competencias que deben acreditar los profesionales que los desarrollan. Con ello, se asegura que los resultados obtenidos por vía digital sean trazables, objetivos y comparables con los físicos.
En definitiva, la incorporación de las simulaciones al proceso de evaluación abre la puerta a una nueva etapa: más eficiente, porque reduce costes y plazos; más rigurosa, porque permite estudiar escenarios complejos que antes quedaban fuera de alcance; y más innovadora, porque impulsa el desarrollo de soluciones de seguridad vial adaptadas a la realidad diversa de nuestras carreteras.
El papel de las simulaciones en la seguridad vial
Las simulaciones numéricas aplicadas a la seguridad vial no son una novedad absoluta: desde hace años se utilizan en sectores como la automoción o la aeronáutica para analizar la respuesta de estructuras ante impactos. Lo realmente transformador es que ahora cuentan con un marco normativo específico en carreteras que les otorga plena validez técnica.
La norma UNE-EN 16303:2021 marca un antes y un después. Establece cómo deben construirse los modelos, qué criterios deben cumplirse para considerarlos fiables y cómo deben compararse con ensayos reales. Esto incluye parámetros tan relevantes como la deflexión dinámica, la anchura de trabajo, la intrusión del vehículo o los índices de severidad del impacto (ASI y THIV). Además, introduce la obligación de que las simulaciones sean desarrolladas por profesionales con experiencia acreditada en mecánica computacional y crashworthiness, garantizando así la trazabilidad y la objetividad de los resultados.
En paralelo, a nivel europeo se está avanzando en la definición de qué modificaciones de los sistemas de contención pueden evaluarse mediante simulaciones sin necesidad de repetir ensayos a escala real. El comité técnico CEN/TC 226/WG1, responsable de la normativa de estos sistemas, debate actualmente la clasificación de las denominadas modificaciones tipo B, recogidas en la norma UNE-EN 1317-5:2008+A2:2012. El reto es diferenciar entre cambios que pueden analizarse con fiabilidad de forma virtual —por ejemplo, variaciones en espesores, anclajes o longitudes de instalación— y otros cuya influencia sobre el comportamiento es tan significativa que exigen nuevos ensayos físicos.
Ejemplos recientes, como la propuesta presentada por la delegación de la República Checa o la encuesta realizada entre laboratorios europeos especializados, reflejan un objetivo común: armonizar los criterios y disponer de una lista de modificaciones admisibles que puedan validarse con simulación. De este modo, se promueve el uso de estas herramientas sin comprometer los niveles de seguridad exigidos por la normativa.
Gracias a este marco, las simulaciones dejan de ser solo un apoyo en la fase de diseño para convertirse en una herramienta reconocida en la evaluación de sistemas de contención. Hoy en día permiten validar modificaciones de productos ya ensayados, estudiar condiciones singulares de instalación o analizar configuraciones imposibles de reproducir en laboratorio. Todo ello con un nivel de detalle que ayuda a anticipar el comportamiento de los sistemas y a fundamentar decisiones técnicas críticas para la seguridad vial.
En resumen, las simulaciones ya no son un complemento, sino un pilar fundamental en el camino hacia carreteras más seguras, al aportar eficiencia, rigor y capacidad de predicción en escenarios donde antes predominaban la incertidumbre y la falta de datos.
La metodología detrás de las simulaciones
Para entender el valor de las simulaciones en seguridad vial, conviene explicar cómo se llevan a cabo. Se trata de un proceso basado en la mecánica computacional no lineal aplicada a impactos, empleando programas de cálculo explícito ampliamente usados en ingeniería (como LS-DYNA, PAM-CRASH o Radioss). Estos softwares permiten representar con gran precisión fenómenos muy complejos: contactos múltiples, deformaciones plásticas, fracturas o variaciones de velocidad durante un choque.
El procedimiento sigue varias fases claramente definidas:
1. Modelado del sistema de contención
Se parte de la geometría completa del sistema a estudiar —ya sea una barrera, un pretil, una transición… — y se transforma en una malla de elementos finitos. Esta discretización es lo que permite al ordenador calcular cómo se deforma cada parte del sistema bajo el impacto.
2. Incorporación del modelo de vehículo
Se introduce un vehículo representativo del ensayo (turismos ligeros, furgonetas o camiones, según la norma UNE-EN 1317-2). El modelo incluye masa total, centro de gravedad, neumáticos y sensores virtuales que permiten medir parámetros clave como el ASI o el THIV.
Imagen 1. Modelo de vehículo del ensayo TB11 de la norma UNE-EN 1317-2:2011.
3. Definición del escenario de impacto
El sistema se coloca en un entorno virtual con todas las condiciones necesarias para aproximarse a la realidad: fricción con el terreno, fijaciones al firme, condiciones de simetría y gravedad, entre otras.
4. Ejecución de la simulación y análisis de resultados
Con todo definido, se ejecuta el impacto: el vehículo colisiona con el sistema y se registran parámetros como la trayectoria, la deformación, las velocidades o las aceleraciones. Estos resultados se comparan después con los criterios de la UNE-EN 1317 y la UNE-EN 16303 para comprobar su validez.
Este procedimiento se utiliza con dos enfoques principales:
- Diseño de nuevos sistemas, donde las simulaciones permiten iterar hasta lograr un comportamiento seguro antes de realizar el ensayo físico.
- Validación de sistemas ya ensayados, para comprobar variantes o modificaciones (como disposiciones específicas distintas a las del ensayo, cambios en materiales, espesores o anclajes) sin tener que repetir pruebas a escala real, siempre que se cumplan los criterios de validación normativa.
Imagen 2. Trayectoria del vehículo del TB51 en un ensayo simulado de la norma UNE-EN 1317-2:2011.
En definitiva, la metodología proporciona un marco robusto que combina rigor técnico con eficiencia. Gracias a ella, se pueden analizar desde condiciones singulares de instalación hasta transiciones complejas entre diferentes sistemas, ampliando el alcance de la seguridad vial más allá de lo que los ensayos tradicionales pueden cubrir.
Ejemplos prácticos de aplicación
Una de las grandes ventajas de las simulaciones es su capacidad para analizar situaciones que en la práctica serían demasiado costosas o directamente imposibles de ensayar físicamente. Estos son algunos casos que muestran su valor añadido en la seguridad vial:
1. Variación en la altura de instalación
En la realidad de obra, la cota del bordillo rara vez coincide con la de los ensayos de referencia. Un sistema puede haberse validado con 120 mm de altura y encontrarse instalado con 70 mm o 170 mm. ¿Cambia esto su capacidad de contención? La simulación permite reproducir esos escenarios alternativos y comprobar si los parámetros clave, como la deflexión dinámica o el ancho de trabajo, se mantienen dentro de las tolerancias normativas. Así, se aporta seguridad técnica sin necesidad de repetir ensayos completos.
2. Desplazamiento transversal
En ocasiones, la barrera o pretil debe adelantarse o retrasarse unos centímetros respecto a su posición de ensayo. Estas pequeñas variaciones pueden modificar la forma en que el vehículo interactúa con el sistema. Con la simulación, es posible analizar estas diferencias y determinar si el sistema sigue ofreciendo un comportamiento seguro o si requiere ajustes.
3. Instalación en curvas
Los ensayos a escala real siempre se realizan en tramos rectos, pero en carretera abundan los radios de curvatura reducidos. Mediante modelos de computación mecánica, las simulaciones permiten confirmar si el sistema mantiene su capacidad de redirección del vehículo en condiciones más exigentes.
Imagen 3. Modelización de pretil con un radio de curvatura de 200m.
4. Juntas de dilatación y obstáculos cercanos
Las juntas estructurales, necesarias en puentes y otras infraestructuras, generan zonas críticas difíciles de ensayar en condiciones reales. La simulación facilita analizar cómo se comporta un sistema cuando el impacto ocurre cerca de una junta, verificando si la continuidad del nivel de contención se mantiene o si es necesario un refuerzo adicional.
Imagen 4. Simulación de impacto próximo a la junta estructural de pretil.
5. Pequeños obstáculos cercanos
No siempre el espacio detrás de una barrera o pretil está completamente libre. Canalizaciones, registros de servicios o elementos de mobiliario urbano pueden invadir el área que el sistema necesita para deformarse. Con simulaciones se puede estudiar si estos obstáculos interfieren con el ancho de trabajo y comprobar si comprometen el correcto funcionamiento del sistema en caso de impacto.
Imagen 5. Modelización de pretil con elementos de hormigón en su trasdós.
Imagen 6. Resultado de la simulación del impacto del TB51 en pretil con elementos de hormigón en su trasdós.
6. Longitudes distintas a las ensayadas
Cada sistema se valida con una longitud mínima establecida en ensayo. Sin embargo, en muchos proyectos no hay espacio para instalar esa longitud completa. Reducirla sin análisis supondría un riesgo. Las simulaciones permiten justificar la viabilidad de longitudes más cortas, aportando una base técnica sólida para la toma de decisiones en obra.
Imagen 7. Resultado de la simulación del impacto del TB51 en pretil con longitud de 27,5m.
7. Transiciones entre sistemas de distinta familia
Uno de los desafíos más relevantes en seguridad vial es conectar sistemas de contención diferentes: por ejemplo, una barrera metálica flexible con un pretil rígido de hormigón. Las transiciones son puntos críticos donde cualquier fallo compromete la seguridad global. Gracias a la simulación, es posible evaluar cómo se comporta la unión, anticipar problemas y optimizar la solución antes de realizar un ensayo a escala real.
Además, este procedimiento cuenta con respaldo normativo: el informe técnico europeo sobre métodos de evaluación de transiciones reconoce la simulación como una vía válida para analizar su comportamiento, lo que refuerza la fiabilidad de este enfoque y favorece su aceptación en la práctica.
Impacto en la seguridad vial
La incorporación de simulaciones en la evaluación de sistemas de contención está teniendo un impacto directo en la forma de abordar la seguridad vial. No se trata solo de una herramienta digital, sino de un cambio de paradigma en cómo se diseñan, validan e instalan estos sistemas en las carreteras.
En primer lugar, aporta eficiencia. Los ensayos físicos siguen siendo imprescindibles, pero las simulaciones permiten reducir el número de pruebas necesarias, anticipar resultados y optimizar diseños antes de pasar al laboratorio. Esto se traduce en menores costes y plazos más cortos para el desarrollo de soluciones seguras.
En segundo lugar, refuerza el rigor técnico. Gracias a la UNE-EN 16303, las simulaciones se realizan con criterios normativos claros y comparables, lo que asegura que los resultados son fiables y repetibles. Además, permiten estudiar escenarios que nunca se habían podido evaluar de forma sistemática: curvas cerradas, bordillos atípicos, longitudes reducidas o entornos con obstáculos cercanos.
También fomenta la innovación. La posibilidad de explorar múltiples variantes geométricas o materiales sin necesidad de ensayos sucesivos abre la puerta a soluciones que antes eran inviables. Esto acelera la llegada de nuevas ideas al mercado y facilita la adaptación a proyectos singulares.
Y lo más importante: contribuye a una mayor seguridad real en las carreteras. Las simulaciones ayudan a garantizar que los sistemas se comportarán adecuadamente no solo en condiciones de laboratorio, sino también en la diversidad de situaciones que encontramos en obra. De este modo, se incrementa la confianza en que las infraestructuras cumplen su función de proteger vidas en caso de accidente.
En conjunto, el impacto de las simulaciones es claro: más eficiencia, más rigor, más innovación y, en última instancia, más seguridad para todos los usuarios de la vía.
Conclusiones
Las simulaciones numéricas han dejado de ser un recurso limitado a laboratorios de investigación para convertirse en una herramienta reconocida y regulada en la seguridad vial. Su integración en el marco normativo europeo, junto con la experiencia acumulada en su aplicación práctica, demuestra que son un complemento imprescindible a los ensayos físicos.
Gracias a ellas es posible analizar escenarios complejos, optimizar soluciones antes de fabricarlas y tomar decisiones con mayor seguridad y rapidez. Todo ello redunda en un beneficio claro: infraestructuras más seguras y adaptadas a la realidad diversa de nuestras carreteras.
La digitalización de los procesos de validación no sustituye al ensayo real, pero sí lo amplifica y lo hace más eficiente. Es un paso adelante hacia una nueva forma de concebir la seguridad vial: más ágil, más innovadora y, sobre todo, más orientada a salvar vidas.