Comprendiendo las Señales de Tráfico: Formas, Colores y Tecnología Retrorreflectiva

Contexto

Las señales de tráfico usan formas, colores, palabras y símbolos para comunicar un mensaje a los conductores. Sin tales señales, el movimiento del tráfico sería desordenado e impredecible. Prácticamente todas las señales de tráfico usan láminas retrorreflectivas, diseñadas para reflejar parte de la luz de los faros de los vehículos hacia el conductor para que la señal sea visible de noche. El color y la forma también pueden proporcionar pistas a los automovilistas incluso cuando las palabras o símbolos en la señal son ininteligibles. Las señales reglamentarias, como los límites de velocidad, son usualmente rectangulares y usan fondo blanco. Las señales de stop, en cambio, tienen una forma octogonal distintiva y fondo rojo para captar la atención del conductor.

Los diseñadores deben utilizar elementos como la forma y considerar propiedades de materiales para crear señales que los conductores puedan ver y entender a tiempo para reaccionar apropiadamente. El contraste, que mide el brillo del mensaje en relación con su fondo, es una propiedad importante de cualquier señal. El telón de fondo ambiental —usualmente vegetación verde y cielo azul— también debe considerarse en el proceso de diseño. Un borde se coloca alrededor de todas las señales para distinguirlas como formas geométricas en contraste con la naturaleza.

Para mantener apariencias similares entre señales de tráfico, el Manual de Dispositivos Uniformes de Control de Tráfico (MUTCD) aprobado federalmente proporciona especificaciones para dimensiones de señales y uso de símbolos. Además, el MUTCD prescribe que todas las señales sean ya sea retrorreflectivas o iluminadas.

Historia

Ciudadanos en América comenzaron a formar clubes de automóviles a principios de 1900. Estos grupos se encargaron de marcar sus tramos locales de carretera con señales para advertir y dirigir conductores. Este esfuerzo disperso resultó en una amplia variedad de diseños y mensajes en diferentes tramos de carretera, causando confusión entre automovilistas. En 1924, los primeros pasos hacia uniformidad nacional en señales de tráfico fueron dados por la Oficina de Carreteras Públicas. Los diseñadores se enfrentaron a desarrollar señales para guiar una población de conductores mayormente analfabeta. Como resultado, el color y la forma fueron componentes especialmente importantes de las señales desde el principio.

Las señales tempranas carecían de la tecnología retrorreflectiva prevalente hoy. En 1924, el amarillo brillante se eligió como color de fondo para todas las señales de advertencia, y el blanco para el resto. Estos colores claros proporcionaban el mayor contraste con letras negras, especialmente cuando las señales se veían con ayuda de faros de noche. Señales posteriores usaron cuentas de vidrio para producir efecto retrorreflectivo de noche. Cuentas —aproximadamente 0.75 pulgadas (20 mm) de diámetro— se pegaban en las señales formando números (como el límite de velocidad) o símbolos para informar y advertir conductores nocturnos.

El desarrollo de láminas retrorreflectivas por la compañía 3M en la década de 1940 cambió la faz de las señales de tráfico para siempre. Este material, con elementos reflectivos como cuentas de vidrio sobre o bajo una película plástica transparente, permitió mejor visibilidad de señales de noche. A diferencia de la reflexión difusa y la reflexión especular (tipo espejo), la retrorreflexión permite a una superficie devolver una porción de luz a la fuente original. En reflexión difusa, la luz reflejada se dispersa en todas direcciones, como cuando la luz solar rebota en un auto. En reflexión especular En reflexión difusa, la luz reflejada se dispersa en todas direcciones. En reflexión especular, la luz rebota y refleja en la superficie en un ángulo opuesto a la fuente. La retrorreflexión permite a los haces de luz "doblar" y regresar hacia la fuente original. reflexión especular, la luz rebota y refleja en la superficie en un ángulo opuesto a la fuente; esto es similar a una bola de billar golpeando la banda de la mesa en ángulo bajo y rebotando al otro extremo. El material retrorreflectivo, en cambio, permite a los haces de luz "doblar" y regresar hacia la fuente original.

La primera señal de tráfico usando lámina reflectiva se instaló en las afueras de Minneapolis en 1939. La superficie de la lámina estaba cubierta con diminutas cuentas de vidrio que producían la retrorreflectividad deseada. Sin embargo, la suciedad tendía a acumularse en la superficie granulosa y durante clima húmedo, el agua cubría la superficie y disminuía los efectos reflectivos de las cuentas.

Estos problemas se resolvieron en un par de años. Se desarrolló un sistema de lente cerrada, esencialmente cubriendo la lámina con cuentas con una película transparente que mantenía las cualidades retrorreflectivas de la superficie. Este tipo de lámina, referida en su momento como "lámina de tope plano", ahora se conoce como lámina de grado de ingeniería. Es el grado más económico y puede usarse en señales en áreas con tráfico ligero y velocidades bajas.

El siguiente gran desarrollo llegó a finales de la década de 1960 cuando se inventó la lámina de lente encapsulada, básicamente añadiendo una base de resina y una capa reflectora adicional detrás de las cuentas de vidrio. Este material de alta intensidad es tres o cuatro veces más brillante que el grado de ingeniería, y retiene su reflectividad más tiempo; es ahora el tipo de lámina reflectiva más usado comúnmente.

Otra innovación significativa llegó en 1989 con la sustitución de reflectores prismáticos microscópicos por las cuentas de vidrio tradicionales. Hay unas 7,000 microprismas por pulgada cuadrada (unos 10 por mm²) de este tipo de lámina, produciendo aproximadamente tres veces el brillo de la variedad de lente encapsulada. Este es el tipo de lámina de alto rendimiento más duradero y costoso disponible actualmente.

Materias Primas

Las señales de tráfico constan de tres componentes básicos: un soporte, lámina de fondo y copia de la señal. Los soportes, usualmente de contrachapado, aluminio o acero, sirven como estructura de la señal. El contrachapado es el material de soporte menos costoso. Es bastante resistente pero susceptible a daños climáticos al ser poroso; los soportes de contrachapado deben recubrirse con una capa delgada de plástico. El aluminio no se oxida, pero es muy ligero y debe reforzarse con abrazaderas metálicas en el reverso. Es la opción de soporte más costosa. El acero es una alternativa más económica al aluminio; también es más robusto y no necesita refuerzo. La oxidación puede prevenirse aplicando una capa de zinc al soporte de acero.

La lámina de fondo y las letras y símbolos para la copia de la señal se cortan de lámina retrorreflectiva. Esta lámina consiste en diminutas cuentas de vidrio o microprismas incrustados en una superficie plástica flexible; esta construcción permite que la luz de los faros se refleje en la señal y regrese al conductor. Se refleja luz coloreada si la lámina se tiñe con pigmento. Por ejemplo, para hacer señales "STOP", se puede añadir tinte rojo a la mezcla de lámina cuando está en forma líquida.

El Proceso de
Fabricación

La producción de señales puede involucrar muchos procesos diferentes, dependiendo de si la lámina retrorreflectiva usa adhesivo sensible al calor o a la presión y si se usan serigrafiado, grabado u otros procesos de coloración. Muchas señales de tráfico, sin embargo, siguen el siguiente proceso usando adhesivos sensibles al calor.

Corte del Soporte

• 1 El soporte de la señal se corta, usualmente de una lámina de acero o aluminio, por una cizalla metálica o sierra de cinta. Las esquinas se redondean usando el modo de selección de redondeo en una punzonadora. Los agujeros para montar la señal se punzonan o taladran.

Verificación de los Soportes

• 2 Los soportes se verifican por defectos o contaminación. Los soportes deben estar libres de suciedad para que la lámina de fondo se adhiera correctamente. La prueba "Chasquido de Cinta" verifica presencia de suciedad. Un trozo de cinta celofán transparente se aplica en la superficie seca del soporte y se "chasquea" hacia arriba en ángulo recto. La presencia de color o partículas en la cinta indica contaminación. Cualquier rastro de aceite o cera se prueba con el ejercicio "Ruptura de Agua". Agua vertida sobre la superficie del soporte debe fluir uniformemente y completamente; la formación de gotas denota contaminación.

Desengrasado de los Soportes

• 3 La superficie del soporte se limpia con aguarrás o nafta para eliminar huellas dactilares grasientas. La superficie se seca con un paño limpio y sin pelusa antes de que la solución se evapore. El soporte se desengrasa luego por inmersión en un baño de vapor de tricloroetileno o percloroetileno. Ciertas soluciones alcalinas pueden usarse en lugar de vapores en el baño. Un enjuague de agua después no es necesario.

Corte de Láminas Retrorreflectivas

• 4 Usando tijeras, cuchillas, navaja o cortadora de papel, láminas retrorreflectivas de fondo individuales se cortan a mano. Múltiples láminas, en cambio, se cortan usando sierra de cinta. En este proceso, la forma de la señal se traza sobre un tablero de 0.125 pulgadas (3.2 mm). Este tablero se coloca sobre unas 50 láminas, asegurado y clavado a una base de corte dura. La sierra de cinta sigue el patrón y corta las láminas.
• 5 Letras y símbolos se punzonan de lámina retrorreflectiva blanca o negra ya sea a mano o usando una prensa "clicker". Hasta 29 láminas pueden colocarse en la prensa a la vez; troqueles de corte, que funcionan como cortadores de masa de galletas, se colocan en la máquina para producir los caracteres deseados.

Aplicación de Lámina al Soporte

• 6 El forro adhesivo en el reverso de la lámina de fondo se remueve en un solo movimiento, y la lámina se aplica sobre la superficie seca del soporte. La señal se pasa por un gran aplicador de rodillos de presión para eliminar burbujas de aire atrapadas entre la lámina y el soporte. Los bordes se recortan luego.

Calentamiento de la Señal

• 7 La señal se coloca en un aplicador de vacío con lámpara de calor por un minuto, se retira y se deja enfriar antes de colocar la copia y el borde en la señal. El aplicador de rodillos de presión o un rodillo manual se usa sobre la copia para eliminar burbujas de aire. La señal se cubre luego con una lámina plástica deslizante y se coloca en el aplicador de vacío con lámpara de calor por otro minuto.

El Futuro

Aunque posibilidades exóticas como proyectar señales de tráfico holográficas sobre la carretera se han sugerido para el futuro, es más probable que los conductores vean refinamientos convencionales de señales para hacerlas más visibles, especialmente de noche. Señales de calle iluminadas internamente ya están en uso en partes de Nevada y California. Como las áreas urbanas —el "Strip" de casinos de Las Vegas siendo un caso extremo— a menudo están brillantemente iluminadas toda la noche, las señales retrorreflectivas son más difíciles de leer para conductores. Señales alimentadas eléctricamente en las que bombillas internas iluminan la copia translúcida hacen las señales significativamente más visibles.

Esta señal de carretera tallada y pintada de 1875 del Condado de Berks, Pensilvania, bastaba cuando los vehículos pasaban a solo tres o cuatro millas por hora. (De las colecciones del Museo Henry Ford & Greenfield Village.)

Desde la década de 1880, mucho antes de la era del automóvil, la Liga de Ciclistas Americanos, un club nacional de bicicletas, abogó por mejores carreteras y señales. Sus esfuerzos pioneros solo se expandieron luego por clubes de automóviles y entusiastas. Las señales de tráfico tenían que cumplir funciones muy exigentes. Debían ser comprensibles a distancia en la noche más oscura y la tarde más brillante contra fondos diversos. Debían proporcionar información sucinta a distancia suficiente para que los conductores tuvieran tiempo de decidir y maniobrar sus vehículos en la dirección apropiada. A medida que los viajes lejos de casa se volvieron más comunes, la estandarización se volvió más deseable.

Curiosamente, a medida que más y más americanos salían a la carretera por distancias mayores, las empresas respondieron mostrando señales distintivas en la carretera. En la década de 1930, específicamente, las empresas buscaron características de diseño que permitieran a los automovilistas tomar decisiones oportunas incluso viajando a la velocidad vertiginosa de 35 mph. Texaco tomó la delantera entre grandes compañías petroleras, reemplazando sus gasolineras de estilo regional con un diseño estandarizado en 1936. Diseñado por Walter Dorwin Teague, el nuevo edificio con forma de nevera era blanco con tres franjas horizontales verdes y la estrella roja de Texaco. Una señal distintiva con forma de banjo con el emblema de Texaco se erguía al frente. Desde un cuarto de milla, los conductores sabían que se acercaban a una estación Texaco sin leer una palabra.

William S. Pretzer

Interplex Solar ha desarrollado señales de tráfico auto-iluminadas que usan diodos emisores de luz (LED) alimentados por baterías cargadas con energía solar. Los LED, similares a los usados en algunas pantallas de calculadoras, delinean las letras, símbolos y borde de la señal. Una fotocélula sensible a la luz enciende y apaga la señal según sea necesario. Ya los departamentos de carreteras de cinco estados han probado u ordenado algunas de estas señales altamente visibles. Como estas señales cuestan $450 cada una (aproximadamente cinco veces el costo de una señal de tráfico tradicional), su uso puede restringirse a tramos de carretera más peligrosos e intersecciones de alto accidente.