Separación de grados

En ingeniería civil (más específicamente, ingeniería de carreteras ), la separación de niveles es un método para alinear una unión de dos o más ejes de transporte de superficie a diferentes alturas (niveles) de modo que no interrumpan el flujo de tráfico en otras rutas de tránsito cuando se cruzan entre sí. La composición de dichos ejes de transporte no tiene que ser uniforme; puede consistir en una mezcla de carreteras , senderos , ferrocarriles , canales o pistas de aeropuerto . Se pueden construir puentes (o pasos elevados , también llamados pasos elevados), túneles (o pasos inferiores ) o una combinación de ambos en una unión para lograr la separación de niveles necesaria.

En América del Norte, una intersección a nivel puede denominarse separación a nivel ^{[1] [2]} o intercambio , en contraste con una intersección , un cruce a nivel , un cruce en diamante o un cruce a nivel , que no están separados a nivel.

Las carreteras con desniveles suelen permitir que el tráfico circule libremente, con menos interrupciones y a velocidades generales más altas; por eso, los límites de velocidad suelen ser más altos en las carreteras con desniveles. Además, al reducir la complejidad de los movimientos del tráfico, se reduce el riesgo de accidentes .

Los cruces de caminos a desnivel suelen requerir mucho espacio, son complicados y costosos debido a la necesidad de grandes estructuras físicas, como túneles, rampas y puentes. Su altura puede resultar molesta y esto, combinado con los grandes volúmenes de tráfico que atraen los caminos a desnivel, tiende a hacerlos impopulares entre los propietarios de tierras y los residentes cercanos. Por estas razones, las propuestas de nuevos caminos a desnivel pueden recibir una importante oposición pública.

Las separaciones a nivel de vías de ferrocarril sobre vías ocupan menos espacio que las separaciones a nivel de carreteras: como no se necesitan arcenes, generalmente hay menos ramales y conexiones a carreteras secundarias que acomodar (porque una separación a nivel parcial logrará más mejoras que una carretera) y porque las conexiones ferroviarias a nivel suelen ocupar un espacio significativo por sí solas. Sin embargo, requieren un esfuerzo de ingeniería significativo y su construcción es muy costosa y lleva mucho tiempo.

Las rutas para peatones y ciclistas separadas a nivel suelen requerir un espacio modesto, ya que normalmente no se cruzan con la instalación (como una carretera) que cruzan. Sin embargo, los pasos de peatones separados a nivel con escalones presentan problemas de accesibilidad. Algunos pasos tienen ascensores , pero su uso puede llevar mucho tiempo.

Las carreteras con niveles separados que permiten límites de velocidad más altos pueden en realidad reducir la seguridad debido al "zigzag" (ver más abajo) así como también a la sensación percibida de seguridad.

El término se aplica más ampliamente para describir un cruce de caminos en el que el flujo directo de tráfico en una o más de las carreteras no se interrumpe. En lugar de una conexión directa, el tráfico debe utilizar rampas de entrada y salida ( Estados Unidos , Australia , Nueva Zelanda ) o vías de acceso ( Reino Unido , Irlanda ) para acceder a las otras carreteras en el cruce. La carretera que continúa a través del cruce también puede denominarse carretera desnivelada .

Por lo general, las grandes autopistas , autovías , autopistas o vías de doble calzada se eligen para que estén separadas por niveles, en toda su longitud o en parte de ella. La separación por niveles aumenta drásticamente la capacidad de una carretera en comparación con una carretera idéntica con intersecciones a nivel. Por ejemplo, es extremadamente raro encontrar una intersección a nivel en una autopista británica ; es casi imposible en una autopista interestatal estadounidense , aunque existen algunas.

Si el tráfico puede atravesar el cruce desde cualquier dirección sin verse obligado a detenerse, entonces el cruce se describe como totalmente separado a nivel o de flujo libre .

Estos cruces conectan dos autopistas:

• Intercambio de pilas (pila de dos, tres o cuatro niveles, según cuántos niveles se crucen en el punto central)
• Intercambio de hojas de trébol
• Intercambio de trompetas
• Intercambio de Cloverstack
• T direccional
• T semidireccional
• Intercambio de turbinas (remolinos)
• Intercambio de molinos de viento
• Varias encarnaciones de la unión de espaguetis

Estos cruces conectan dos caminos, pero solo uno está completamente separado a nivel, es decir, el tráfico en un camino no tiene que detenerse en las líneas de ceda el paso o en los semáforos de un camino, pero puede tener que hacerlo al cambiar al otro:

• Intercambio de diamantes
• Intercambio parcial de hojas de trébol
• Intercambiador urbano de un solo punto
• Intercambio de rotonda
• Separación de niveles compacta, en la que las dos carreteras están conectadas por una "carretera de conexión" compacta, con cruces de prioridad mayor-menor en cada uno de sus extremos; generalmente una variante del intercambio tipo trébol, pero que solo involucra dos cuadrantes en lugar de cuatro

En las carreteras con intercambiadores a desnivel, el zigzag es el resultado de colocar una rampa de salida a poca distancia después de una rampa de entrada, lo que provoca conflictos entre el tráfico que intenta salir de la calzada en el siguiente cruce y el tráfico que intenta entrar desde el cruce anterior. Esta situación es más frecuente cuando el diseñador del cruce ha colocado el ramal de entrada a la carretera antes del ramal de salida en un cruce (por ejemplo, el intercambiador en forma de trébol ) o en áreas urbanas con muchos cruces con poco espacio entre ellos. La carretera de circunvalación de Coventry , Inglaterra , es un ejemplo notorio, al igual que partes de la M25 del sur, la autopista orbital de Londres , el cruce M6/M5 al noroeste de Birmingham y el cruce A4/M5 al oeste de Bristol . El zigzag a menudo puede causar colisiones laterales en carreteras muy rápidas con velocidades máximas de hasta 200 kilómetros por hora, así como el problema de los puntos ciegos.

En los cruces con diseños inusuales, el zigzag puede ser un problema en otros lugares que no sean la carretera principal. Un ejemplo de esto se puede encontrar en el cruce 7 de la M6, donde el tráfico que se incorpora a la rotonda desde la salida de la M6 en dirección este debe zigzaguear con el tráfico que ya se encuentra en la rotonda y desea utilizar la entrada de la M6 en dirección oeste. Esto se debe a que las vías de acceso en el lado oeste del cruce se conectan con la rotonda en el interior del arco este en lugar de en el exterior del arco oeste, como es normal. Las dos vías de acceso están conectadas por un solo carril en el interior de la rotonda, al que debe incorporarse el tráfico que desea utilizar la entrada en dirección oeste, y el tráfico que proviene de la salida en dirección este debe abandonarla.

El tejido se puede aliviar mediante el uso de caminos colectores/distribuidores o rampas trenzadas ^[3] para separar el tráfico que entra y sale.

En la construcción de ferrocarriles, la separación de niveles también significa evitar los pasos a nivel haciendo que cualquier camino o sendero que cruce la línea pase por debajo o por encima de la vía férrea mediante puentes . Esto mejora enormemente la seguridad y es crucial para el funcionamiento seguro de las líneas de alta velocidad. La construcción de nuevos pasos a nivel generalmente no está permitida, especialmente para líneas ferroviarias de alta velocidad y los pasos a nivel son cada vez menos comunes debido al aumento del tráfico tanto por carretera como por ferrocarril. ^[4] Los esfuerzos para eliminar los pasos a nivel se llevan a cabo en el Reino Unido por Network Rail y en Melbourne como parte del Proyecto de Eliminación de Pasos a Nivel .

La ampliación londinense del Great Central Railway , construida entre 1896 y 1899, fue el primer ferrocarril de este tipo totalmente separado a desnivel en el Reino Unido. Esto también se aplica al tren ligero e incluso a los tranvías .

Se ha intentado aumentar la capacidad de los ferrocarriles haciendo que las vías se crucen a desnivel, en lugar de utilizar tradicionalmente cruces planos para cambiar de vía. Un intercambiador ferroviario a desnivel se conoce como cruce volante y es un cruce que no es a nivel .

En 1897, la London and South Western Railway (LSWR) hizo uso de un nudo de comunicaciones en Worting Junction, al sur de Basingstoke, para permitir que el tráfico en las rutas de Salisbury y Southampton convergiera sin movimientos conflictivos; esto se conoció como "Battledown Flyover". También en Gran Bretaña, la Southern Railway hizo posteriormente un uso extensivo de nudos de comunicaciones en otras partes de su antigua y concurrida línea principal LSWR.

En la actualidad, en Gran Bretaña, el conjunto compacto de cruces de trenes ^[5] al norte de la estación de trenes de Clapham Junction —aunque técnicamente es una combinación de muchos cruces— maneja más de 4.000 trenes por día (aproximadamente un tren cada 15 segundos).

Prácticamente todas las líneas ferroviarias principales ya no se cruzan (formando una "X" ) a nivel plano (aunque muchas divergen, es decir, forman una "Y").

En casi todas las líneas ferroviarias de alta velocidad , la velocidad más rápida requiere una separación de niveles. Por lo tanto, muchas líneas de alta velocidad están elevadas, especialmente en Taiwán y Japón , donde la densidad de población a lo largo de las líneas de alta velocidad es mayor que en Francia, Italia o Alemania.

En los Estados Unidos, en 1913 se completó un cruce de vías en la Nickel Plate Road a través de Cleveland , Ohio , Estados Unidos . ^{[ cita requerida ]} El uso más frecuente se encontró más tarde en las antiguas líneas principales del ferrocarril de Pensilvania . Las líneas se incluyen como parte del Corredor Noreste y el Corredor Keystone , ahora propiedad de Amtrak . El más complejo de estos cruces, cerca del Zoológico de Filadelfia , maneja el tráfico ferroviario de Amtrak, SEPTA , New Jersey Transit , Norfolk Southern , CSX Transportation y Conrail .

En lo que se conoce como "área 1520" , que incluye la ex Unión Soviética y otras regiones que utilizan el mismo ancho de vía, el paso ferroviario de separación a nivel más complicado se encuentra en Liubotyn, en Ucrania .

Los puentes peatonales y los pasos subterráneos (llamados pasos inferiores en Norteamérica y en el Reino Unido cuando se refieren a carreteras) pueden emplearse para permitir que los peatones y ciclistas crucen calles concurridas o de rápido tránsito. A menudo se utilizan sobre y debajo de las autopistas, ya que los pasos de peatones a nivel generalmente no están permitidos. Lo mismo puede decirse de los ferrocarriles. Aunque se introdujeron en Central Park en la ciudad de Nueva York en la década de 1860, los pasos subterráneos son mucho más comunes hoy en día en Europa, especialmente en países como los Países Bajos y Dinamarca , donde se fomenta fuertemente el uso de la bicicleta. Los pasos subterráneos largos pueden llamarse túneles .

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  El puente BP en Chicago, diseñado por Frank Gehry, fue construido para peatones.
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  Paso subterráneo para peatones del siglo XIX en Central Park