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MEDIDAS DE PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS EN TÚNELES CARRETEROS

MEMORIA PARA OPTAR AL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL

ENRIQUE ALEJANDRO CÁCERES ESPEJO

PROFESOR GUÍA: Miguel Bustamante Sepúlveda

MIEMBROS DE LA COMISIÓN:

Gabriel Rodríguez Jaque David Campusano Brown

SANTIAGO DE CHILE AGOSTO 2008

UNIVERSIDAD DE CHILE Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas Departamento de Ingeniería Civil

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RESUMEN DE LA MEMORIA PARA OPTAR AL TITULO DE

INGENIERO CIVIL POR: ENRIQUE CÁCERES E.

FECHA: 25/08/2008 PROF. GUIA: SR. MIGUEL BUSTAMANTE

“MEDIDAS DE PROTECCIÓN CONTRA INCENDIO EN TÚNELES CARRETEROS”

El objetivo de esta memoria, es conocer el estado en que se encuentran los túneles carreteros nacionales, en relación al riesgo que implica transitarlos y las medidas de seguridad con que cuentan, en pos de prevenir, o en su defecto, aminorar las consecuencias de un eventual incendio producto de un accidente. El estudio de esta materia es de suma importancia, pues la esfera de consecuencias que pueden darse por incendios en túneles es amplia: a parte de posibles víctimas humanas, los efectos de la temperatura y los humos, pueden provocar serios daños en la estructura misma o incluso su destrucción total. Esto trae aparejadas grandes pérdidas económicas, ya sea por el daño directo a la construcción, como por el prolongado cierre que implica su reparación. Para efecto de este trabajo se consideraron los túneles más importantes de nuestro país, ya sea por longitud, tráfico medio diario y/o ubicación; sometiéndolos a una completa evaluación. Para ello, se chequearon las instalaciones de las estructuras seleccionadas, mediante las actuales normativas europeas que detallan los requisitos mínimos de seguridad con que deben contar los túneles, clasificándolos posteriormente de acuerdo a las bases que utiliza el programa Eurotap; proyecto que evalúa periódicamente la seguridad en túneles carreteros europeos, siendo el más importante en su tipo a nivel mundial. Dentro de las conclusiones a las que este análisis conduce, los túneles mejores evaluados fueron el del cerro San Cristóbal y el de la autopista Costanera Norte, dado sus altos estándares de seguridad y garantías de protección a sus usuarios ante un incendio; mientras que el peor calificado, fue el túnel Cristo Redentor, presentando un alto potencial de riesgo y paupérrimas medidas de seguridad. Luego de ésta y otras conclusiones que se expondrán más adelante, es menester destacar que si se pretende mejorar las condiciones de seguridad en túneles, específicamente ante incendios, es de primera necesidad adoptar adecuadas medidas de protección y promover una política de formación que involucre a todos los agentes relacionados con la construcción, explotación y uso de estas estructuras. Para ello, sería recomendable contar con un departamento de túneles capaz de fiscalizar sobre la materia, estableciendo normativas propias y controlando que las estructuras nacionales cumplan con las exigencias de seguridad requeridas para su tipo.

III

A mí adorada hija Martina……..

IV

AGRADECIMIENTOS

A todas las personas que contribuyeron al desarrollo de esta memoria, en especial a Sr. José Miguel Ortega, quién siempre tuvo la voluntad y buena disposición a colaborar con mi trabajo, entregándome herramientas necesarias para finalizarlo. Quiero extender mis agradecimientos a mis padres, Lilian y Enrique, quienes con un profundo amor, incondicionalidad y admirable entrega, me dieron los valores necesarios para ser una persona feliz, optimista del futuro y con miles de sueños por realizar. Por último, a mis amigos de la Universidad y a una persona en especial, que al leer estas líneas, sabrá perfectamente que aludo a su persona.

A TODOS ELLOS MUCHAS GRACIAS

V

ÍNDICE DE MATERIAS

CAPÍTULO 1: INTRODUCCIÓN.............................................................................................................................. 1

1.1 INTRODUCCIÓN GENERAL ............................................................................................................................ 1

1.2 MOTIVACIÓN .................................................................................................................................................... 1

1.3 OBJETIVOS ........................................................................................................................................................ 2

1.4 METODOLOGÍA ................................................................................................................................................ 2

CAPÍTULO 2. GENERALIDADES DE LOS TÚNELES ........................................................................................ 3

2.1 INTRODUCCIÓN AL CAPÍTULO ..................................................................................................................... 3

2.2 TÉCNICAS DE CONSTRUCCIÓN DE UN TÚNEL .......................................................................................... 3

2.2.1 PROYECTO. ................................................................................................................................................ 3

2.2.2 EXCAVACIÓN ............................................................................................................................................. 3

2.2.2.1 EXCAVACIÓN CON EXPLOSIVOS ......................................................................................................................... 3 2.2.2.2 EXCAVACIÓN CON TUNELADORA ...................................................................................................................... 3

2.2.3 SOSTENIMIENTO ....................................................................................................................................... 4

2.2.4 REVESTIMIENTO ....................................................................................................................................... 4

2.3 TIPOS DE TÚNELES .......................................................................................................................................... 5

2.3.1 TÚNELES URBANOS Y NO URBANOS ...................................................................................................... 5

2.3.2 TÚNELES EN TRINCHERA, RECUBIERTOS, EXCAVADOS Y PREFABRICADOS ................................ 5

2.3.3 TÚNELES TERRESTRES, FLUVIALES Y MARINOS ................................................................................. 5

2.3.4 TÚNELES CARRETEROS Y FERROVIARIOS ............................................................................................ 6

2.3.5 TÚNELES CON TRÁFICO EN UN SENTIDO Y TÚNELES DE TRÁFICO DOBLE .................................. 6

2.3.6 TÚNELES REVESTIDOS Y SIN REVESTIR ................................................................................................ 6

2.4 INSTALACIONES DE UN TÚNEL.................................................................................................................... 7

2.4.1 VENTILACIÓN ............................................................................................................................................ 7

2.4.2 ILUMINACIÓN ............................................................................................................................................ 7

2.4.3 CÁMARAS DE TELEVISIÓN ....................................................................................................................... 7

2.4.4 MEGAFONÍA ............................................................................................................................................... 7

2.4.5 SEMÁFOROS ............................................................................................................................................... 7

2.4.6 PANELES DE INFORMACIÓN ................................................................................................................... 7

2.4.7 COMUNICACIONES ................................................................................................................................... 8

2.4.8 OPACÍMETROS .......................................................................................................................................... 8

2.4.9 DETECCIÓN DE INCENDIOS ................................................................................................................... 8

2.4.10 EXTINCIÓN DE INCENDIOS ................................................................................................................... 8

2.4.11 SEÑALIZACIÓN DE EMERGENCIA ........................................................................................................ 8

2.4.12 SALIDAS DE EVACUACIÓN .................................................................................................................... 8

2.5 COSTOS INCURRIDOS EN UN TÚNEL ........................................................................................................... 9

2.5.1 COSTO DE LA OBRA GRUESA .................................................................................................................. 9

2.5.2 COSTO DE LAS INSTALACIONES ........................................................................................................... 10

2.5.3 COSTO DEL PERSONAL DE SERVICIO ................................................................................................. 11

CAPÍTULO 3: VENTILACIÓN EN TÚNELES ..................................................................................................... 12

3.1 INTRODUCCIÓN AL CAPÍTULO ................................................................................................................... 12

3.2 SISTEMAS DE VENTILACIÓN EN LOS TÚNELES ..................................................................................... 12

3.2.1 VENTILACIÓN NATURAL ........................................................................................................................ 12

3.2.1.1 DIFERENCIA DE PRESIÓN ENTRE LAS BOCAS DEL TÚNEL. ...................................................................... 12 3.2.1.2 VIENTO DOMINANTE EN EL EXTERIOR DEL TÚNEL ................................................................................... 13 3.2.1.3 PENDIENTE DEL INTERIOR DEL TÚNEL ........................................................................................................... 13

3.2.2 VENTILACIÓN ARTIFICIAL O FORZADA .............................................................................................. 13

3.2.2.1 VENTILACIÓN LONGITUDINAL SIMPLE .......................................................................................................... 14 3.2.2.2 VENTILACIÓN LONGITUDINAL CON TOBERAS SACCARDO ..................................................................... 14 3.2.2.3 VENTILACIÓN LONGITUDINAL CON POZO CENTRAL DE EXTRACCIÓN .............................................. 15 3.2.2.4 VENTILACIÓN SEMITRANSVERSAL .................................................................................................................. 16 3.2.2.5 VENTILACIÓN TRANSVERSAL ............................................................................................................................ 17 3.2.2.6 VENTILACIÓN SEMITRANSVERSAL-TRANSVERSAL ................................................................................... 17

3.3 EFICIENCIA DE LOS SITEMAS DE VENTILACIÓN ................................................................................... 18

3.3.1 SISTEMA LONGITUDINAL ...................................................................................................................... 18

VI

3.3.2 SISTEMA LONGITUDINAL CON EXTRACCIÓN .................................................................................... 19

3.3.3 SISTEMA SEMITRANSVERSAL Y TRANSVERSAL .................................................................................. 19

3.4 REQUERIMIENTOS DE LOS SITEMAS DE VENTILACIÓN ...................................................................... 20

CAPÍTULO 4: INCENDIO EN TÚNELES ............................................................................................................. 21


4.2 PLANTEAMIENTO GENERAL ...................................................................................................................... 21

4.3 GENERALIDADES SOBRE EL FUEGO EN RECINTOS CERRADOS ......................................................... 21

4.4 ELEMENTOS QUE INTERVIENEN EN EL INCENDIO ................................................................................ 22

4.4.1 EL FOCO ................................................................................................................................................... 22

4.4.2 EL HUMO .................................................................................................................................................. 23

4.4.3 TOXICIDAD DE CONTAMINANTES ....................................................................................................... 24

4.4.4 LA TEMPERATURA .................................................................................................................................. 26

4.4.4.1 CALOR POR RADIACIÓN ....................................................................................................................................... 26 4.4.4.2 CALOR POR CONVECCIÓN ................................................................................................................................... 29

4.5 CARACTERÍSTICAS DEL INCENDIO ........................................................................................................... 30

4.5.1 POTENCIA ................................................................................................................................................ 30

4.5.2 EMISIÓN DE HUMO ................................................................................................................................ 31

4.5.3 TEMPERATURA ........................................................................................................................................ 32

4.5.4 EVOLUCIÓN TEMPORAL DEL INCENDIO............................................................................................ 32

4.5.5 EL FLASHOVER ........................................................................................................................................ 33

4.6 COMPORTAMIENTO DE LOS HUMOS ........................................................................................................ 33

4.6.1 HUMOS EN TÚNELES SIN CORRIENTE LONGITUDINAL DE AIRE ................................................... 33

4.6.2 HUMOS EN TÚNELES CON CORRIENTE LONGITUDINAL DE AIRE ................................................. 33

4.7 MODELOS NUMÉRICOS PARA EL RÉGIMEN PERMANENTE................................................................. 33

4.7.1 METODOLOGÍA DE CÁLCULO .............................................................................................................. 33

4.7.1.1 PREDIMENSIONAMIENTO DEL INCENDIO ...................................................................................................... 34 4.7.1.2 PÉRDIDAS POR ROZAMIENTOS LINEALES Y PUNTUALES ........................................................................ 35 4.7.1.3 PÉRDIDAS POR VEHÍCULOS BLOQUEADOS.................................................................................................... 36 4.7.1.4 EFECTO CHIMENEA ................................................................................................................................................ 37 4.7.1.5 EFECTOS ATMOSFÉRICOS .................................................................................................................................... 37 4.7.1.6 PÉRDIDA DE PRESIÓN DEBIDA AL INCENDIO ............................................................................................... 38 4.7.1.7 INCREMENTO DE PRESIÓN DE LOS VENTILADORES .................................................................................. 39

4.8 MODELOS NUMÉRICOS PARA EL RÉGIMEN TRANSITORIO ................................................................. 39

4.8.1 MODELOS 3D DE COMBUSTIÓN........................................................................................................... 39

4.8.2 MODELOS ZONALES ............................................................................................................................... 40

4.8.3 MODELO GAUSSIANO DE COMBUSTIÓN ............................................................................................ 40

4.8.4 MODELOS MONODIMENSIONALES ...................................................................................................... 41

4.9 EJEMPLOS DE MODELOS EN RÉGIMEN TRANSITORIO: SIMULACIONES EN TÚNEL SAN CRISTÓBAL ........................................................................................................................................................... 41

4.10 INCENDIOS OCURRIDOS EN TÚNELES A NIVEL MUNDIAL ................................................................ 46

4.10.1 ESTADÍSTICAS DISPONIBLES .............................................................................................................. 46

4.10.2 RESEÑA HISTÓRICA .............................................................................................................................. 48

4.10.3 INCENDIOS MÁS IMPORTANTES DE LOS ÚLTIMOS TIEMPOS ....................................................... 49

4.10.3.1 INCENDIO EN EL TÚNEL DE TAUERN (El 29 de Mayo de 1999) ................................................................. 49 4.10.3.2 INCENDIO EN EL TÚNEL DEL MONT-BLANC (El 24 de Marzo de 1999) ................................................... 50

4.11 INCENDIOS EN TÚNELES CHILENOS ....................................................................................................... 51

4.11.1 INCENDIO EN TÚNEL CHACABUCO .................................................................................................. 51

4.11.2 OTROS INCENDIOS ............................................................................................................................... 52

CAPÍTULO 5: MEDIDAS DE SEGURIDAD Y PROTECCIÓN EN TÚNELES CONTRA INCENDIOS ...... 53


5.2 RIESGOS DE LOS TÚNELES .......................................................................................................................... 53

5.2.1 FACTORES ................................................................................................................................................ 53

5.2.2 EVALUACIÓN DEL RIESGO .................................................................................................................... 53

5.3 PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS ........................................................................................................... 58

5.3.1 ENFOQUE ESTRUCTURAL ..................................................................................................................... 58

5.3.1.1 PROTECCIÓN PASIVA ............................................................................................................................................. 58 5.3.1.1.1 DOTACIÓN DE ESPESOR ADICIONAL DE HORMIGÓN ........................................................................ 58 5.3.1.1.2 CAPA DE PROTECCIÓN AL REVESTIMIENTO DEL TÚNEL ................................................................. 59

VII

5.3.1.2 PROTECCIÓN ACTIVA ........................................................................................................................................... 60 5.3.2 ENFOQUE HUMANO ............................................................................................................................... 62

5.3.2.1 PREVENCIÓN ............................................................................................................................................................. 62 5.3.2.1.1 INNOVADOR MÉTODO PARA PREVENIR INCENDIOS EN TÚNELES .............................................. 63

5.3.2.2 COORDINACIÓN ....................................................................................................................................................... 64 5.4 PLAN DE EMERGENCIA ................................................................................................................................ 64

5.5 EVACUACIÓN ................................................................................................................................................. 65

5.5.1 FACTORES TÉCNICOS QUE DETERMINAN LA EVACUACIÓN DE LOS TÚNELES .......................... 66

5.5.1.1 CONDICIONES DE LAS VÍAS DE EVACUACIÓN ............................................................................................. 66 5.5.1.1.1 TIEMPO ANTES DEL COMIENZO DE LA EVACUACIÓN ...................................................................... 68 5.5.1.1.2 VELOCIDAD DE HUIDA ................................................................................................................................. 68

5.5.1.2 ADECUADA PLANIFICACIÓN DE LA EVACUACIÓN ..................................................................................... 69 5.5.2 FACTORES HUMANOS QUE DETERMINAN LA EVACUACIÓN DE LOS TÚNELES .......................... 70

5.5.3 CONDICIONES LÍMITES AL INTERIOR DEL TÚNEL PARA UNA EXITOSA EVACUACIÓN ............. 71

5.5.3.1 TEMPERATURA ........................................................................................................................................................ 71 5.5.3.2 RADIACIÓN ................................................................................................................................................................ 72 5.5.3.3 VISIBILIDAD .............................................................................................................................................................. 72 5.5.3.4 CONCENTRACIÓN DE CONTAMINANTES ........................................................................................................ 72 5.5.3.5 DAÑOS EN EL TÚNEL ............................................................................................................................................. 72

5.6 ENSAYOS EN TÚNELES ................................................................................................................................ 72

5.6.1 ENSAYO SIN HUMOS ............................................................................................................................... 73

5.6.2 ENSAYOS CON HUMOS ........................................................................................................................... 74

5.6.2.1 ENSAYO DE HUMO FRÍO ....................................................................................................................................... 74 5.6.2.2 ENSAYO DE HUMO CALIENTE ............................................................................................................................ 74 5.6.2.2.1 PROYECTO EUREKA (EU 499) ...................................................................................................................... 75 5.6.2.2.2 PROYECTO MEMORIAL TUNNEL ............................................................................................................... 75

5.6.3 ENSAYOS CON HUMOS REALIZADO EN TÙNELES NACIONALES .................................................... 75

5.6.3.1 ENSAYO EN TÙNEL DE AUTOPISTA COSTANERA NORTE ......................................................................... 75 5.6.3.2 ENSAYO EN TÚNEL SAN CRISTÓBAL ............................................................................................................... 76

5.7 ORGANIZACIONES Y NORMATIVAS REGULADORAS .......................................................................... 78

CAPÍTULO 6: ANÁLISIS DE TÚNELES CHILENOS ......................................................................................... 79


6.2 METODOLOGÍA DE ESTUDIO ...................................................................................................................... 79

6.2.1 SELECCIÒN DE TÙNELES ...................................................................................................................... 79

6.2.2 CHEQUEO DE LOS MÌNIMOS REQUISITOS DE SEGURIDAD ESTIPULADOS POR LA DIRECTIVA UE ....................................................................................................................................................................... 79

6.2.3 CALIFICACIÓN DE LOS TÚNELES MEDIANTE PROYECTO EUROTAP ............................................ 81

6.2.4 ANÁLISIS DE SEGURIDAD MEDIANTE MÉTODO AUSTRIACO DE 1997 .......................................... 85

6.2.5 FICHAS TÉCNICAS DE LOS TÚNELES .................................................................................................. 87

6.3 FICHAS TÉCNICAS DE TÚNELES EN ESTUDIO ......................................................................................... 88

6.3.1 TÚNEL LA PÓLVORA ............................................................................................................................... 88

6.3.1.1 PUNTOS FUERTES .................................................................................................................................................... 89 6.3.1.2 PUNTOS DÉBILES ..................................................................................................................................................... 91 6.3.1.3 SÍNTESIS ..................................................................................................................................................................... 92

6.3.2 TÚNEL CRISTO REDENTOR ................................................................................................................... 93


6.3.3 TÚNEL CHACABUCO .............................................................................................................................. 97


6.3.4 SAN CRISTÓBAL ..................................................................................................................................... 100

6.3.4.1 PUNTOS FUERTES .................................................................................................................................................. 101 6.3.4.2 PUNTOS DÉBILES ................................................................................................................................................... 103 6.3.4.3 SÍNTESIS ................................................................................................................................................................... 103

6.3.5 TÚNEL LO PRADO ................................................................................................................................. 104


6.3.6 TÚNEL ZAPATA ..................................................................................................................................... 108

VIII


6.3.7 TÚNEL EL MELÓN ................................................................................................................................. 112


6.3.8 TÚNEL COSTANERA NORTE ................................................................................................................ 116


6.3.9 TÚNEL MONTEGORDO AUTOPISTA RADIAL NORORIENTE .......................................................... 120


CAPÍTULO 7: ANÁLISIS, CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES....................................................... 124

7.1 ANÁLISIS FINAL DE LOS TÚNELES ESTUDIADOS ................................................................................ 124

7.1.1 SEGÚN POTENCIAL DE RIESGO ......................................................................................................... 124

7.1.2 SEGÚN POTENCIAL DE SEGURIDAD ................................................................................................. 125

7.1.4 RECOMENDACIONES ........................................................................................................................... 126

7.1.4.1 LA PÓLVORA ........................................................................................................................................................... 126 7.1.4.2 CRISTO REDENTOR ............................................................................................................................................... 126 7.1.4.3 CHACABUCO ........................................................................................................................................................... 128 7.1.4.4 SAN CRISTÓBAL .................................................................................................................................................... 129 7.1.4.5 LO PRADO ................................................................................................................................................................ 129 7.1.4.6 ZAPATA..................................................................................................................................................................... 129 7.1.4.7 EL MELÓN ................................................................................................................................................................ 129 7.1.4.8 COSTANERA NORTE ............................................................................................................................................. 130 7.1.4.9 MONTEGORDO ....................................................................................................................................................... 130

7.2 CONCLUSIONES GENERALES ................................................................................................................... 131

7.3 RECOMENDACIONES GENERALES .......................................................................................................... 132

7.3.1 RECOMENDACIONES AL USUARIO PARA CRUZAR UN TÚNEL CON SEGURIDAD ..................... 133

7.3.1.1 EN SITUACIÓN NORMAL ..................................................................................................................................... 133 7.3.1.2 EN SITUACIÓN DE ATOCHAMIENTO ............................................................................................................... 133 7.3.1.3 EN SITUACIÓN DE AVERÍA MECÁNICA (PANNE)........................................................................................ 133 7.3.1.4 EN SITUACIÓN DE ACCIDENTE ......................................................................................................................... 134 7.3.1.5 EN SITUACIÓN DE INCENDIO DEL PROPIO VEHÍCULO ............................................................................. 134 7.3.1.6 EN SITUACIÓN DE INCENDIO DE OTRO VEHÍCULO ................................................................................... 134

7.3.2 RECOMENDACIONES A LOS EXPLOTADORES DE TÚNELES PARA PROPORCIONAR SEGURIDAD .................................................................................................................................................... 135

7.3.2.1 A CORTO PLAZO .................................................................................................................................................... 135 7.3.2.2 A MEDIO Y LARGO PLAZO (ENTRE DOS Y DIEZ AÑOS) ............................................................................ 135

7.4 COMENTARIOS GENERALES ..................................................................................................................... 136

7.4.1 VISIÓN DEL MOP ................................................................................................................................... 136

7.4.2 VISIÓN DE IDIEM .................................................................................................................................. 137

BIBLIOGRAFÍA ...................................................................................................................................................... 138

GLOSARIO .............................................................................................................................................................. 140

IX

ANEXOS

ANEXO A: TÚNEL LA PÓLVORA Y SUS INSTALACIONES ............................................................................ 1

ANEXO B: TÚNEL CRISTO REDENTOR Y DETALLES DEL PROYECTO DE VENTILACIÓN FORZADA. ................................................................................................................................................................... 1

ANEXO C: INSTALACIONES DE TÚNEL CHACABUCO .................................................................................. 1

ANEXO D: DETALLES DE INSTALACIONES Y SIMULACIONES DE INCENDIO EN EL TÚNEL SAN CRISTÓBAL ................................................................................................................................................................ 1

ANEXO E: DETALLES TÚNEL LO PRADO ......................................................................................................... 1

ANEXO F: DETALLES TÚNEL ZAPATA............................................................................................................... 1

ANEXO G: SOBRE LOS REQUISITOS MÍNIMOS DE SEGURIDAD EN LOS TÚNELES DE LA COMUNIDAD EUROPEA .......................................................................................................................................... 1

ANEXO H: SEÑALIZACIÓN DE TÚNELES SEGÚN DIRECTIVA EUROPEA ................................................ 1

ANEXO I: DETALLES DE CÁLCULO PARA EVALUACIÓN DE TÚNELES SEGÚN EUROTAP ............... 1

ANEXO J: DETALLES DE CÁLCULO PARA ANÁLISIS DE TÚNELES SEGÚN MÉTODO AUSTRIACO ........................................................................................................................................................................................ 1

ÍNDICE ALFABÉTICO .............................................................................................................................................. 1

X

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1: Porcentaje respecto al costo total de ejecución del túnel (año 2006). ......................................... 9 Tabla 2: Costos porcentuales respecto al costo total de las instalaciones por kilómetro de túnel (2007) . 10 Tabla 3: Valores de la potencia calorífica disipada en un incendio para distintos tipos de vehículos ...... 31 Tabla 4: Valores del caudal de humos producido en un incendio para distintos tipos de vehículos ......... 31 Tabla 5: Valores de la temperatura máxima alcanzada en un incendio para distintos tipos de vehículos 32 Tabla 6: Incendios ocurridos en túneles carreteros. ............................................................................... 48 Tabla 7: Métodos de identificación de riesgos ........................................................................................ 57 Tabla 8: Calificación de los túneles según rango de notas ...................................................................... 83 Tabla 9: Clasificación de túneles según riesgo ....................................................................................... 85 Tabla 10: Clase de túnel según riesgo potencial ..................................................................................... 86 Tabla 11: Coeficientes de seguridad mínimos requeridos de acuerdo a clase de túnel. ........................... 87 Tabla 12: Clasificación final de los túneles estudiados ......................................................................... 126

XI

ÍNDICE DE ILUSTRACIONES

Ilustración 1: Máquina tuneladora ................................................................................................................................ 4 Ilustración 2: Piezas de hormigón prefabricadas para revestir el túnel ........................................................................ 4 Ilustración 3: Salida de evacuación ............................................................................................................................... 9 Ilustración 4: Túnel con ventilación longitudinal simple ............................................................................................. 14 Ilustración 5: Túnel con ventilación longitudinal con toberas de saccardo ................................................................ 15 Ilustración 6: Túnel con ventilación longitudinal con pozo central de extracción ...................................................... 16 Ilustración 7: Túnel con ventilación semitransversal................................................................................................... 16 Ilustración 8: Túnel con ventilación transversal .......................................................................................................... 17 Ilustración 9: Túnel con ventilación semitransversal-transversal ............................................................................... 18 Ilustración 10: Efecto back layering ............................................................................................................................ 22 Ilustración 11: Visibilidad de señales luminosas ......................................................................................................... 24 Ilustración 12: Radiación a nivel del suelo .................................................................................................................. 26 Ilustración 13: Tiempo de tolerancia a lesiones por quemaduras ............................................................................... 27 Ilustración 14: Tiempo para que se produzca daño severo en la piel a causa de radiación ....................................... 28 Ilustración 15: Tiempo hasta llegar al dolor por radiación ........................................................................................ 28 Ilustración 16: Tiempo de tolerancia al calor recibido por convección por la temperatura ambiente ....................... 29 Ilustración 17: Evolución de un incendio de un autobús. ............................................................................................ 32 Ilustración 18: Perfil de velocidades del aire en el túnel C2 ....................................................................................... 41 Ilustración 19: Perfil de temperaturas del aire en el túnel C2 ..................................................................................... 42 Ilustración 20: Interacción entre temperatura, concentración de humos y usuarios a los 20 s tras el inicio del incendio. ....................................................................................................................................................................... 42 Ilustración 21: Interacción entre temperatura, concentración de humos y usuarios a los 80 s tras el inicio del incendio. ....................................................................................................................................................................... 43 Ilustración 22: Contornos de temperaturas (Cº) y de concentración de humos (Kg. humo/Kg. mezcla). Instante t=80 s. Sección a 125 m aguas arriba del incendio. ............................................................................................................. 43 Ilustración 23: Interacción entre temperatura, concentración de humos y usuarios a los 140 s tras el inicio del incendio. ....................................................................................................................................................................... 44

XII

Ilustración 24: Interacción entre temperatura, concentración de humos y usuarios a los 200 s tras el inicio del incendio. ....................................................................................................................................................................... 44 Ilustración 25: Contornos de temperaturas (Cº) y de concentración de humos(Kg. Humo/Kg. Mezcla). Instante t = 200 s. Sección a 200 m aguas arriba del incendio. ...................................................................................................... 45 Ilustración 26: Esquema del escenario de cálculo. ...................................................................................................... 45 Ilustración 27: Escenario de evacuación por galerías aledañas. ................................................................................ 46 Ilustración 28: Área del túnel afectada por un incendio. ............................................................................................. 59 Ilustración 29: Boquillas utilizadas en tecnología HI-FOG ........................................................................................ 60 Ilustración 30: Distribución sistema de agua nebulizada ............................................................................................ 60 Ilustración 31: Distribución sistema mixto .................................................................................................................. 61 Ilustración 32: Paredes de túnel pintadas de acuerdo a proyecto ............................................................................... 63 Ilustración 33: Velocidad de escape ............................................................................................................................ 68

1

CAPÍTULO 1: INTRODUCCIÓN

1.1 INTRODUCCIÓN GENERAL

Los túneles hoy en día constituyen estructuras esenciales en el desarrollo de un país, facilitando la comunicación en lugares en que la geografía así lo exige, traduciéndose esto en: una reducción del tiempo de desplazamiento; mayor seguridad ante ciertos riesgos viales y un consiguiente ahorro del consumo de combustible para los usuarios. Al ser Chile un país de accidentada geografía en cuanto a la presencia de cadenas montañosas de variada tipicidad se ha hecho necesario, en los últimos años, incrementar la inversión en la construcción de túneles, además de la mejora y creación de nuevas infraestructuras, autopistas y líneas ferroviarias cada vez más exigentes en cuanto a sus condiciones de trazado. Esto se ha podido llevar a cabo gracias a los avances acontecidos en las técnicas y en la maquinaria de perforación, entre otras. A pesar de lo dicho en el párrafo anterior, resulta imposible evitar en un 100% errores humanos que desencadenen accidentes en túneles. Los usuarios pueden verse envueltos en una situación de riesgo, que de no ser controlada, podría llegar a ser fatal. La experiencia indica que los incendios en túneles son accidentes de evolución rápida y de graves consecuencias, por las altas temperaturas, la gran cantidad de humos calientes y gases que se producen, siendo por tanto crucial una respuesta rápida por parte de los agentes implicados. Por tanto, se hace imprescindible que existan medidas de seguridad adecuadas para evitarlo o en su defecto combatirlo. Los datos relativos a la accidentalidad muestran que la circulación por los túneles es más segura que el tránsito por infraestructuras a cielo abierto. Sin embargo su vulnerabilidad es mucho mayor y las consecuencias de un accidente en un espacio confinado son mucho más graves que si se produjesen al aire libre En cualquier caso, y así lo confirma cada nueva tragedia por incendio en túnel, la seguridad de los afectados por este tipo de siniestros depende de la capacitación con que cuenten los equipos encargados de la puesta en marcha de las diferentes medidas de seguridad contra incendios, la eficacia de las mismas y conocimiento, por parte del usuario, del como enfrentar y actuar ante este tipo de situaciones de emergencia.

1.2 MOTIVACIÓN • Los recientes accidentes registrados en el Túnel del Mont Blanc entre Italia y Francia con 39

fallecidos y 34 vehículos destruidos y el del Tauern en Austria con 12 fallecidos, 49 heridos y 40 vehículos destruidos, obliga a reflexionar acerca de las situaciones de grave riesgo que se producen y que pueden finalizar en una catástrofe (ver apartado 4.11.2).

• La pérdida de beneficio derivada del cierre prolongado de un túnel, junto con el costo de las

reparaciones puede ascender a cientos de millones de dólares. A modo de ejemplo, el costo de las reparaciones y las pérdidas de beneficio derivadas de los incendios del Mont Blanc, Tauern y el canal de La Mancha superaron los 1000 millones de euros.

• La construcción de nuevos y cada día más exigentes túneles, en cuanto a trazado, longitud y

geometría, dada la geomorfología nacional (compuesta en un 70 % de relieve).

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• Que el desarrollo económico del país, esté sustentado principalmente en la actividad minera. • El no contar con normativas propias de seguridad ante incendios en túneles, ni una institucionalidad

fiscalizadora que controle las estructuras nacionales.

1.3 OBJETIVOS

Contribuir a la seguridad de los túneles en Chile, frente a los riesgos que significa el origen de un incendio dentro de sus dependencias. * Objetivos específicos:

• Entender el comportamiento del fuego al interior de un túnel frente a un escenario de incendio, y las maneras más adecuadas para combatirlo, a partir de las medidas de seguridad tomadas por los equipos especializados y las instalaciones con las que se cuente; estableciendo comparaciones propias con experiencias similares en países desarrollados y planteando respectivas recomendaciones en aquellos de mayor vulnerabilidad

• Conocer las instalaciones y los diferentes sistemas de protección contra incendios utilizados

actualmente en túneles europeos, analizando eficiencia y factibilidad de contar con ellos en túneles nacionales a la hora de presentarse un siniestro.

1.4 METODOLOGÍA

Para un mejor ordenamiento y análisis de los distintos puntos antes mencionados, el presente trabajo se ha subdividido en siete capítulos. La metodología utilizada en la confección de los primeros 5 capítulos ha sido de investigación, recopilando importante información relacionada con el tema en estudio. Por otro lado, en el capítulo 6 se analizan los más importantes túneles nacionales, evaluándolos de acuerdo a la siguiente metodología:

- Visitar en terreno cada uno de los túneles y constatar in situ si cumplen con los mínimos requisitos de seguridad estipulados por la Unión Europea, diseñando una completa ficha técnica de cada uno.

- Evaluar el potencial de seguridad y riesgo de cada una de las estructuras, según proyecto EUROTAP.

- Corroborar factibilidad del análisis realizado a los túneles (puntos anteriores), mediante el Método Austriaco.

Finalmente en el capítulo 7 se dan a conocer los resultados de la evaluación realizada en el estudio, señalando las conclusiones más importantes obtenidas y realizando recomendaciones a los conductores, para conducir por un túnel en forma segura y a los encargados de su explotación, para garantizar la protección necesaria ante un eventual incendio.

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CAPÍTULO 2. GENERALIDADES DE LOS TÚNELES

2.1 INTRODUCCIÓN AL CAPÍTULO

El capitulo que a continuación se desarrolla expone brevemente ciertos rasgos como características y diferencias entre los distintos túneles sujetos del estudio, para posteriormente analizar los comportamientos de cada uno ante siniestros, y así, concluir acerca de su vulnerabilidad. Además, se describirán las instalaciones más importantes que deben tener los túneles, para velar por la seguridad de sus usuarios y los costos incurridos en su construcción.

2.2 TÉCNICAS DE CONSTRUCCIÓN DE UN TÚNEL

La construcción de un túnel consta básicamente, de las cuatro fases siguientes:

2.2.1 PROYECTO. La fase de proyecto es de vital importancia pues determina la construcción del túnel: por esto deben tenerse en cuenta los aspectos que corresponden. Ergo, será indispensable contar con la participación de un equipo multidisciplinar, en donde se incluyan los servicios de bomberos, quienes son los profesionales más adecuados para asesorar en materia de seguridad, a la hora de proyectar las infraestructuras (salidas de evacuación, señalización de emergencia, etc.) e instalaciones (ventilación, situación del cableado, sistema de detección, red de extinción y características de las fuentes de abastecimiento).

2.2.2 EXCAVACIÓN

Los túneles, en su mayoría, son excavados en el terreno por dos procedimientos:

2.2.2.1 EXCAVACIÓN CON EXPLOSIVOS

Para la excavación con explosivos, se utiliza una máquina denominada Yumbo, que tiene unos barrenos, que sirven para abrir en el terreno unos orificios donde se alojan las cargas pirotécnicas. Estas, al explosionar, rompen el terreno, quedando en el suelo toda la tierra y rocas disgregadas. A continuación, una pala cargadora recoge todo el material disgregado y lo carga en camiones. El pirotécnico o artificiero, ha de ser bastante experto, para conseguir que la excavación resultante tenga la sección adecuada. Este método de excavación se utiliza, sobre todo, cuando el terreno es muy duro (roca).

2.2.2.2 EXCAVACIÓN CON TUNELADORA

Las máquinas denominadas tuneladoras, consisten en un cilindro (en general del mismo diámetro que el del túnel a excavar). En uno de sus extremos, denominado frente, existe un escudo que gira sobre un eje central. Este escudo, lleva unas garras o topos que, al girar con este, disgregan el terreno en su movimiento circular. La tuneladora, lleva también unos gatos hidráulicos, que sirven para que el escudo presione contra el terreno. Luego, recoge el material excavado a través de unos huecos o ventanas que

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existen en su escudo junto a las garras, extrayéndose este material excavado, a través de una cinta transportadora o de una tubería (según sea el caso).

Ilustración 1: Máquina tuneladora

Los escudos de las tuneladoras pueden ser abiertos o cerrados. Las tuneladoras de escudo cerrado, son las máquina más seguras que actualmente existen para los trabajadores que excavan un túnel, pues en caso de que fallara la sustentación de la bóveda ya excavada o el frente de excavación (el frente es lo realmente más problemático, pues es muy inestable), los trabajadores se encontrarían bien protegidos en su interior.

2.2.3 SOSTENIMIENTO La siguiente fase de construcción es el sostenimiento. Este pretende dar estabilidad estructural al túnel, es decir, trata de conseguir que no se produzcan desprendimientos en su interior. Para ello, se utilizan una serie de elementos de sujeción del terreno (bulones, cerchas, mallazos, etc.).

2.2.4 REVESTIMIENTO

Por último encontramos el revestimiento. Esta fase persigue dar al túnel un acabado visual agradable y una impermeabilización, que evite la caída de agua proveniente de las filtraciones del terreno. El revestimiento puede consistir en unas láminas impermeabilizadoras o también, en un hormigonado de unos 30 a 50 centímetros de espesor. Últimamente, se está prefiriendo el hormigonado, pues aun saliendo más caro, supone una mayor protección para lo usuarios, ya que si se producen desconches o fallos de sujeción del terreno, estos no caen a la calzada, quedando contenidos por el revestimiento del hormigón. Además, los túneles revestidos con hormigón, ofrecen una menor resistencia al movimiento del aire, debido a la lisura de sus paredes, lo cual, siempre mejora la ventilación del mismo.

Ilustración 2: Piezas de hormigón prefabricadas para revestir el túnel

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2.3 TIPOS DE TÚNELES

Existen diversas clasificaciones para tipificar los diferentes túneles que se construyen:

2.3.1 TÚNELES URBANOS Y NO URBANOS

Los túneles urbanos, son los que se encuentran situados en la vía pública de las ciudades. Mientras que los no urbanos, se encuentran situados en el trazado de las carreteras, quedando fuera de los núcleos de las ciudades. Esta distinción, que a simple vista parece evidente y superflua, tiene gran importancia, porque condiciona en gran medida el diseño de los elementos que componen un túnel. Los túneles urbanos, generalmente tendrán, a igualdad de longitud que los no urbanos, unas mayores exigencias de ventilación y unas medidas de seguridad más importantes. Una variable que se utiliza mucho para definir las exigencias de seguridad de un túnel, es la TMD de tráfico (tránsito medio diario del tráfico). Lógicamente, los túneles urbanos son los que tienen mayor TMD.

2.3.2 TÚNELES EN TRINCHERA, RECUBIERTOS, EXCAVADOS Y PREFABRICADOS

Los túneles en trinchera, son en realidad zanjas o trincheras que se abren, para ser luego recubiertas con un forjado que permitirá el transito de personas y vehículos por encima de ellas. Son típicas en las ciudades y sirven para solucionar cruces de calles con tráfico intenso, o para respetar zonas de peatones. Estas trincheras, si tienen mucha longitud, son equipadas con salidas de evacuación verticales, que facilitan ascender a la superficie. El túnel de la Costanera Norte, posee túneles de este tipo. Por su parte, los túneles recubiertos, son realizados en carreteras donde se realizan desmontes importantes del terreno, queriéndose evitar que queden taludes muy grandes, debido al inminente peligro de desprendimientos del terreno (en caso de precipitaciones intensas), o porque paisajísticamente quedan cortes muy agresivos. Estos túneles se construyen primeramente desmontando el terreno, luego se crean uno o dos tubos y finalmente se recubren con tierra. Los túneles excavados, son los que se abren en el terreno, sacando solo la tierra necesaria para que quede la cavidad lineal deseada. Constituyen la mayoría de especies dentro del género en cuestión. Los túneles prefabricados, están constituidos por piezas que se apoyan y luego se ensamblan. Lógicamente, son realizados para atravesar el agua y no el terreno, es decir son túneles acuáticos, que cruzan barreras de agua y no orográficas.

2.3.3 TÚNELES TERRESTRES, FLUVIALES Y MARINOS

Los túneles terrestres atraviesan el terreno, mientras que los fluviales atraviesan lagos o cursos de ríos, como es el caso del túnel del río Elba en Hamburgo. Los túneles marinos, atraviesan el mar, como es el caso del Eurotúnel del Canal de La Mancha, que une Inglaterra con Francia. Tanto los túneles fluviales como los marinos, pueden ser, excavados por debajo del lecho impermeable, o prefabricados.

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2.3.4 TÚNELES CARRETEROS Y FERROVIARIOS

Los primeros tienen tráfico rodado, ligero y pesado. Mientras que túneles ferroviarios sólo tienen tráfico de trenes. Normalmente, como los usuarios de un tren atraviesan los túneles ferroviarios sin posibilidad de bajarse en ellos, estos están dotados de medidas de seguridad diferentes a las de los túneles carreteros. En general las medidas de seguridad de los túneles ferroviarios son muy inferiores a las de los carreteros. Para justificarlo, se suele argumentar, que estos presentan una menor siniestralidad, debido a las características propias del tráfico ferroviario.

2.3.5 TÚNELES CON TRÁFICO EN UN SENTIDO Y TÚNELES DE TRÁFICO DOBLE

Los túneles con tráfico en dos sentidos, se presentan cuando solo se ha construido un único tubo y la carretera que lo transita tiene tráfico con doble sentido. En Chile, hay muchos túneles de este tipo. Los túneles con un único sentido de circulación son frecuentes en autopistas y su particularidad reside en que el tráfico se realiza a través de tubos diferentes. Es decir hay dos túneles, uno para cada sentido de circulación. Ejemplos, son el túnel Lo Prado, Zapata y San Cristóbal. Este tipo de túneles son mucho más seguros para los usuarios, que los anteriormente expuestos. También, en caso de incendio, estos túneles ofrecen menores dificultades a la hora de intervenir en la extinción y el rescate. Una característica del sentido de circulación del tráfico en los túneles, es el resultado del movimiento del aire por el denominado "efecto pistón". Los vehículos, al penetrar por la cavidad de un túnel, se comportan como si fueran un émbolo o pistón que empuja el aire existente en el interior del túnel, actuando este último como de cilindro. En un túnel con tráfico en un único sentido, las emboladas sucesivas que proporcionan los vehículos que lo atraviesan, generarán viento en el mismo sentido de circulación que los vehículos. Sin embargo, en un túnel con doble sentido de circulación, la dirección del viento será caótica, sin un sentido de circulación definido, puesto que las emboladas que producen los vehículos se contraponen.

2.3.6 TÚNELES REVESTIDOS Y SIN REVESTIR

Los túneles sin revestir son aquellos en los que el terreno atravesado está a la vista. Suelen ser más usuales en terrenos duros rocosos, donde es difícil que se produzcan desprendimientos. Los revestidos, son los que tienen algún material que los aísla de la visión directa del terreno excavado. Este material puede ser, láminas impermeabilizadoras, chapa u hormigón. Los túneles revestidos con hormigón ofrecen, una protección adicional frente a los desconches o desprendimientos, una mayor resistencia estructural frente al fuego y un comportamiento del régimen de ventilación más laminar, con menores pérdidas de carga debidas a la fricción con las paredes.

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2.4 INSTALACIONES DE UN TÚNEL

2.4.1 VENTILACIÓN

La ventilación, esta constituida por el conjunto de ventiladores y conductos destinados a dirigir y canalizar el aire fresco y los humos. En los túneles con ventilación longitudinal, los dispositivos se colocan por parejas en la clave. Los ventiladores que se colocan suelen ser reversibles, para poder invertir el flujo. Es muy conveniente que sean resistentes al fuego. Existe la posibilidad de fabricarlos con una resistencia al fuego de 400º centígrados durante dos horas.

2.4.2 ILUMINACIÓN

En los túneles existen dos tipos de iluminación; la de servicio normal y la de emergencia: Iluminación de servicio normal: Está constituida por una serie de lámparas de distintos tipos, que pueden ser graduadas en intensidad para que los conductores, tanto al entrar como al salir del túnel, adapten progresivamente el diafragma ocular y no resulten deslumbrados. Va colocada por encima de los hastíales del túnel. La iluminación de emergencia: Ésta, tiene por misión que el túnel no se quede a oscuras ante una falta de suministro eléctrico.

2.4.3 CÁMARAS DE TELEVISIÓN

Con las cámaras de televisión se controla visualmente, desde un centro de control, todo lo que sucede en el interior del túnel. Suelen ir colocadas por encima de los hastíales. Últimamente, se están utilizando junto con un sistema automático de detección de incidentes (sistema DAI) mediante comparación de imágenes.

2.4.4 MEGAFONÍA

Consiste en un conjunto de altavoces, colocados a partir de los hastíales. No suelen funcionar muy bien, porque se produce una reverberación muy fuerte dentro del túnel, que ocasiona que no se entiendan los mensajes que se quieren transmitir.

2.4.5 SEMÁFOROS

Los semáforos suelen ir colocados por encima del gálibo, sobre sus carriles correspondientes. Sirven, lógicamente, para regular el tráfico. Si hay fuego, el centro de control los pondrá en rojo para cerrar la entrada al túnel.

2.4.6 PANELES DE INFORMACIÓN

Los paneles informativos, al igual que los semáforos van sobre la calzada por encima del gálibo. Son muy útiles para transmitir información en forma de mensajes escritos y dibujos. Dan mejor resultado que la megafonía

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2.4.7 COMUNICACIONES

Las comunicaciones vía radio en un túnel se pierden. Se hace necesario entonces la instalación de un cable radiante, que sirve como de camino para las ondas electromagnéticas que emiten los talkys. Existe otro tipo de comunicaciones, que consisten en interfonos instalados en los postes SOS que hay en el túnel. Estos, tienen un pulsador, que al ser oprimidos envían una llamada al centro de control. También tienen un micrófono y un altavoz para poder hablar y escuchar.

2.4.8 OPACÍMETROS

Los opacímetros tienen por misión detectar falta de visibilidad, producida por los humos emitidos por los escapes de los motores de los vehículos. Suelen ir colocados en los hastíales, no muy altos. Cuando detectan polución debida a los humos, accionan la ventilación de forma automática.

2.4.9 DETECCIÓN DE INCENDIOS

Para la detección, se suele instalar, en la clave, a todo lo largo del túnel, un cable fibroláser, que tiene la particularidad, de que al calentarse, cambian las condiciones de transmisión de la de luz que lo recorre. Esta detección, está resultando en la realidad muy tardía, detectándose el fuego antes por otros sistemas indirectamente (opacímetros, cámaras de TV, usuarios con teléfonos móviles).

2.4.10 EXTINCIÓN DE INCENDIOS

Las instalaciones de lucha contra incendios, constan, de una o dos fuentes de abastecimiento con su correspondiente equipo de bombeo y de unos armarios equipados con mangueras, lanzas, espumógeno y dosificador de espuma. Los armarios también suelen estar equipados con un extintor.

2.4.11 SEÑALIZACIÓN DE EMERGENCIA

La señalización de emergencia, es la gran asignatura pendiente en los túneles, pues es muy escasa. Básicamente, hoy en día, consiste en un único pictograma puesto sobre la misma salida de evacuación, que es difícilmente distinguible a cierta distancia de él. Debería existir una señalización fotoluminescente a lo largo de todo el túnel, que indique las distancias a las salidas de evacuación más próximas en ambos sentidos.

2.4.12 SALIDAS DE EVACUACIÓN

Las salidas de emergencia o de evacuación, son de vital importancia para los usuarios, pues constituyen la vía de escape más segura. No existen en todos los túneles. Deben estar correctamente señalizadas y tener puertas de paso para personas. En algunos casos se diseñan para que también pasen vehículos. En los túneles de dos tubos paralelos, pueden comunicar un tubo con el otro. En los túneles de un solo tubo, puede que den salida a una galería de servicio paralela al túnel o que suban verticalmente hacia la superficie del terreno.

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Ilustración 3: Salida de evacuación

2.5 COSTOS INCURRIDOS EN UN TÚNEL

2.5.1 COSTO DE LA OBRA GRUESA En la actualidad, el costo por metro lineal de túnel es variable, pues depende de sus características, longitud, emplazamiento, equipamiento, entre otros. Sin embargo, se estima que el costo por Km. de túnel es de aproximadamente US$ 15.000.000. En la siguiente tabla, se muestran los porcentajes de costos incurridos en las distintas fases de la construcción de un túnel, de acuerdo al tipo de terreno con el que se cuente:

Tabla 1: Porcentaje respecto al costo total de ejecución del túnel (año 2006).

Sección Excavación Sostenimiento Revestimiento Instalaciones Suma * Roca poco fracturada

52,1 4,3 30,4 13,2 100

* Sostenimiento con algunos anclajes y malla de protección * Revestimiento de 30 cm. * Roca fracturada dura

47,7 13 26 13,2 100

* Sostenimiento con bulones, hormigón proyectado y mallazo electrosoldado * Revestimiento con 30 cm. * Roca fracturada medicocre

39,1 17,4 30,4 13,2 100

* Sostenimiento con bulones, cerchas tipo TH, hormigón proyectado y mallazo electrosoldado * Revestimiento de 40 cm * Terreno de mala calidad

30,4 41,2 15,2 13,2 100

* Sostenimiento con cerchas pesadas, placas metálicas, hormigón * Revestimiento de 40 cm

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Debe tenerse en cuenta que normalmente el costo del revestimiento suele ser una cantidad constante para cada túnel, definiéndose en proyecto de un espesor determinado (30 ó 40 cm y hasta 60 cm). Por ello el cuadro anterior se refiere a valores relativos de las diferentes unidades fundamentales de obra del túnel.

2.5.2 COSTO DE LAS INSTALACIONES

Finalmente, se detallan los costos porcentuales incurridos en cada una de las instalaciones, con respecto al total de ellas por kilómetro de túnel:

Tabla 2: Costos porcentuales respecto al costo total de las instalaciones por kilómetro de túnel (2007)

Sistema Costo por km (%) Ventilación 10,8 CCTV 8,8 S.O.S 1,5 Detección de incendios 3,2 Señalización 13,5 Detector de incidentes 3,5 Estaciones Remotas y Comunicaciones 2,6 Iluminación 6,8 Centro de transformación 5 Grupo electrógeno 2,2 Equipo de Megafonía 0,6 Extinción de incendios 1,6 Cableado de Ventilación 12,9 Cableado de Iluminación 21,9 Software de aplicación 5,2 Suma 100 Respecto al cuadro anterior conviene realizar las siguientes observaciones: • No es un porcentaje sobre el costo del total del túnel. Es muy difícil plantear el costo de las instalaciones como un porcentaje del costo final del túnel: Los costos de excavación y sostenimiento no se conocen bien “a priori”, mientras que una vez revestido (o sostenido) el túnel, los costos de las instalaciones propiamente dichas sí son más constantes, aunque no lineales. • La extrapolación de los costos de un kilómetro a túneles mayores o menores se debe hacer con las debidas reservas. Si la ventilación es transversal, el costo de la ventilación es bastante superior, al necesitar más obra civil, que no ha sido incluida en el cuadro. • La aplicación informática no conlleva costos lineales. Una aplicación para un túnel de cuatro kilómetros no cuesta cuatro veces el de la de un túnel de uno, sino un 20% más como máximo. Si en lugar de un túnel la aplicación controla dos o más, tampoco cuesta el doble. • Los precios de la electrónica se mantienen, y en algún caso bajan. Los equipos informáticos tienen costos cada vez menores. Por el contrario, los cables y otros elementos, cuestan cada vez más debido a la actual coyuntura, que hace extremadamente sensibles las materias primas como el cobre y el hierro.

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2.5.3 COSTO DEL PERSONAL DE SERVICIO

Como ejemplo, en un túnel largo bidireccional (tráfico en ambos sentidos), de unos 6 ó 7 km, sólo en personal se tendrá que afrontar la remuneración correspondiente a 30 ó 40 personas, que habrá que tener contratadas para la explotación y mantenimiento. Además, ese personal deberá atender a unos equipos complejos, y estar preparado para tomar decisiones y ejecutar actuaciones que requieren una previa y continuada formación.

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CAPÍTULO 3: VENTILACIÓN EN TÚNELES


Dada la importancia que tiene el sistema de ventilación como medida de protección contra incendios en los túneles, este capitulo está exclusivamente enfocado al tema. En él, se explican los tipos de ventilación existentes, sea ésta natural o forzada. En relación a la primera, se detalla la influencia que tiene el viento, la pendiente y las diferencias de presiones entre las bocas de entrada y salida del túnel, en el sentido del viento predominante interno; mientras que con respecto al segundo tipo de ventilación, se hará referencia a las clases existentes de acuerdo a las características que posea el túnel en cuestión.

3.2 SISTEMAS DE VENTILACIÓN EN LOS TÚNELES

El movimiento de aire en el interior de un túnel, puede provocarse como resultado de la interacción de las fuerzas naturales o puede ser debido a la acción de los mecanismos de ventilación artificial con que esté equipado dicho túnel. Es por ello, que distinguiremos entre ventilación natural y ventilación artificial o forzada.

3.2.1 VENTILACIÓN NATURAL

La ventilación natural está siempre presente en todos los túneles y en ausencia de un sistema de ventilación artificial, es la que determina el sentido de circulación del aire en el interior de estos. La ventilación natural de un túnel, se debe a la interacción de los efectos que producen los siguientes factores:

3.2.1.1 DIFERENCIA DE PRESIÓN ENTRE LAS BOCAS DEL TÚNEL.

Cuando el aire exterior existente en las dos bocas del túnel posee una presión diferente, el aire circulará por el interior del túnel en el sentido de mayor a menor presión, es decir, de la boca cuyo aire exterior se encuentre a mayor presión hacia la boca cuyo aire exterior se encuentre a menor presión. En este caso, el movimiento natural del aire se produce por el equilibrado de presiones. Este comportamiento del aire, no es más que un comportamiento meteorológico que se presenta constantemente en la atmósfera. La localización geográfica de las bocas, condiciona en gran medida la diferencia de presión a la que se encuentran. Esto es, porque durante el día, en los valles, debido a la mayor insolación recibida, se forman zonas de altas presiones en contraposición con las zonas en pendiente de las laderas de las montañas, las cuales al ser menos calentadas poseen menor presión. También, las bocas que se encuentren en solanas tendrán más presión que las que se encuentren en umbrías. Por lo tanto es de esperar, que cuando ha aumentado la temperatura durante el día, las bocas que dan a los valles o estén en solanas, estén sobrepresionadas respecto a las bocas que están a media ladera o en umbrías y que por tanto, se establezca una circulación del aire de la boca del valle o en solana, hacia la boca situada a media ladera o en umbría.

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Por el contrario, durante la noche, es probable que este sentido de circulación se invierta en las bocas situadas en los valles, debido a que el enfriamiento de los mismos es más rápido que en la montaña (por efecto de la mayor contrairradiación de estos al espacio).

3.2.1.2 VIENTO DOMINANTE EN EL EXTERIOR DEL TÚNEL

Cuando existe viento en el exterior del túnel, el aire llegará a alguna de las bocas del túnel con una cierta velocidad. Si la dirección del viento es más o menos similar a la del túnel, el aire tenderá a penetrar por la boca a la que llega. Esto, producirá una circulación del aire en el interior del túnel, en el mismo sentido y dirección que el viento del exterior. Por lo tanto, el sentido de evacuación de humos en el interior de un túnel, puede estar condicionado por el viento reinante en el exterior del mismo. En el caso de presentarse un incendio dentro de un túnel, cuando existe en el exterior un viento de cierta magnitud, este puede condicionar totalmente el movimiento del humo.

3.2.1.3 PENDIENTE DEL INTERIOR DEL TÚNEL

Si por cualquier circunstancia, el aire existente en el interior del túnel aumenta de temperatura, entonces el movimiento del aire seguirá un comportamiento convectivo, tendiendo por lo tanto a desplazarse pendiente arriba. Cuando la temperatura exterior es baja, el aire existente en el interior de los túneles suele estar más caliente que el del exterior (efecto abrigo), por lo que también tenderá a desplazarse pendiente arriba. El calor de los motores de los vehículos y los gases de combustión expelidos, también contribuyen a elevar la temperatura del aire en el interior del túnel. En conclusión, debido a que la ventilación natural, se debe a la combinación de los tres efectos expuestos, el resultado final no se puede prever de antemano ya que, dependerá de las condiciones atmosféricas que se den en cada momento y de si los efectos se suman o se contrarrestan. Así por ejemplo, un túnel en pendiente, en donde aparece un foco de fuego, cabría esperar en principio que el humo se desplazara pendiente arriba, pero si la boca del túnel que está más arriba desemboca en un valle recalentado por el sol, lo más probable será que el humo descienda por la pendiente, para salir por la boca más baja. En este caso, el factor dominante habría sido, la diferencia de presión entre bocas. El movimiento del aire natural en el interior de los túneles es tan importante, que a partir de una cierta longitud (más de 500 metros en general) se les dota de un mecanismo que calcula el sentido y la fuerza del viento en su interior. Este mecanismo, permite planificar mejor los pasos a seguir en la extinción de un incendio.

3.2.2 VENTILACIÓN ARTIFICIAL O FORZADA

Es la que se establece por la acción mecánica de ventiladores eléctricos. Puesto que el humo que se origina a consecuencia del tránsito de vehículos, supone un volumen de humos menor y son menos nocivos que los que se originan en un incendio, la ventilación forzada, se diseña hoy en día, o al menos debería ser diseñada, pensando en la evacuación del humo producido por un incendio. Los sistemas artificiales que se utilizan para ventilar un túnel mecánicamente son los siguientes:

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3.2.2.1 VENTILACIÓN LONGITUDINAL SIMPLE

Consiste en ventilar el túnel haciendo circular el aire en un único sentido a su largo, de manera, que el aire que se succiona por una boca se expulsa por la otra. Esta ventilación, se consigue mediante la colocación de ventiladores axiales en la clave del túnel, separados a cierta distancia. Los ventiladores son reversibles, es decir que se puede cambiar el sentido del flujo del aire, con tan solo invertir el giro de los ventiladores. Este sistema de ventilación no es adecuado para túneles largos, ya que el humo del incendio que se pretende extraer, realiza todo su recorrido por el interior del túnel antes de ser expulsado, lo cual pone en peligro a los usuarios que han quedado detenidos en su interior. Igualmente, los humos de escape expelidos por los vehículos que transitan por el túnel, se acumulan progresivamente en dirección hacia la boca de extracción.

Ilustración 4: Túnel con ventilación longitudinal simple

3.2.2.2 VENTILACIÓN LONGITUDINAL CON TOBERAS SACCARDO

Este sistema es similar al longitudinal simple, con la particularidad de que sólo posee dos ventiladores o toberas, denominadas Saccardo, que son instaladas de un particular modo. Al igual que la ventilación anteriormente expuesta, el sistema consiste en ventilar el túnel haciendo circular el aire en un único sentido a lo largo de todo él. Pero en este caso, el aire se succiona del exterior por una tobera, situada encima de la boca del túnel, que está provista de un ventilador grande. Este aire succionado, se inyecta en el interior del túnel por la parte superior de este, a través de una rampa que forma con el túnel un ángulo de unos 15 a 20 grados. Cuando llega a la otra boca, el aire es expulsado al exterior a través de otra tobera exactamente igual. Esta forma de inyectar el aire en el interior del túnel, origina algo de succión (por efecto venturi) en la boca del túnel en la que se encuentra la tobera inyectora, con lo cual, el aire que penetra en el túnel entra en parte por la boca de este y en parte por la tobera Saccardo. Lo mismo ocurre cuando el aire sale del túnel, es decir parte sale por la tobera y parte por la boca. Los ventiladores de las toberas son reversibles, lo que permite invertir el sentido del flujo de aire. Con este sistema de ventilación, la acumulación de humos a lo largo del trazado del túnel, se produce exactamente igual que con el sistema de ventilación simple.

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El sistema de ventilación longitudinal con toberas Saccardo, ha dejado de construirse en los túneles contemporáneos, pues ha resultado ser muy sensible a las resistencias debidas al movimiento natural del aire en el interior de los túneles (por diferencia de presión, viento exterior, etc.).

Ilustración 5: Túnel con ventilación longitudinal con toberas de saccardo

3.2.2.3 VENTILACIÓN LONGITUDINAL CON POZO CENTRAL DE EXTRACCIÓN Este sistema consiste, en una combinación de la ventilación longitudinal, con una extracción central a través de un pozo. El aire limpio entra por las dos bocas del túnel en sentido opuesto, convergiendo en el centro, de donde es extraído hacia arriba, a través de un pozo que existe en este punto central que comunica con la superficie, funcionando como si fuera una chimenea. La ventilación longitudinal se consigue, con ventiladores axiales colocados en la clave del túnel y la extracción en el punto medio se consigue, con un gran ventilador-extractor colocado en el pozo central, que impulsa el aire viciado hacia la superficie. Este sistema, tiene la ventaja de que, en túneles muy largos y si la orografía lo permite, se pueden colocar varios pozos de extracción, sectorizando así el túnel en tramos de circulación longitudinal, quedando estos así independizados del resto del túnel a efectos de extracción de humos. Con unos pozos bien dimensionados, si se produce un incendio, el humo y el calor sólo afectarán a un tramo o sector de túnel, quedando el resto sin problema alguno. En caso de incendio, cabe la posibilidad de avería en el ventilador-extractor del pozo central, puesto que todos los gases de combustión pasan a través de aquel. Sin embargo, como los pozos suelen ser verticales, aunque el ventilador-extractor se averíe, el humo siempre tenderá a salir por efecto convectivo, comportándose el pozo como si fuera una chimenea. Por último, hay que considerar, respecto de los sistemas de ventilación longitudinal expuestos, que aunque con ellos se puede conseguir variar el sentido y la velocidad del flujo de la ventilación natural, no siempre es posible hacerlo, pues esto depende de la intensidad con que se haya establecido la circulación natural de aire.

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Ilustración 6: Túnel con ventilación longitudinal con pozo central de extracción

3.2.2.4 VENTILACIÓN SEMITRANSVERSAL

Con este sistema, se mete aire limpio en el túnel, mediante un colector separado de la cavidad del mismo, que abastece varios ramales secundarios. Estos, comunican a su vez, con unos puntos de inyección de aire situados en el interior del túnel. Los puntos de inyección, suelen ser rejillas colocadas cada cierta distancia a lo largo de todo el túnel. El aire viciado, sale expulsado al exterior a través de las bocas del túnel, a causa de la sobrepresión creada por la inyección del aire. La ventilación semitransversal precisa de un potente ventilador que sea capaz de suministrar el caudal de aire limpio necesario, a través del colector que alimenta las rejillas de inyección. Gracias a este sistema el humo o aire viciado transita a lo largo de todo el túnel, al igual que con los sistemas de ventilación longitudinales, pero tendrá una concentración menor que en aquellos, puesto que el humo es diluido por el aire limpio que suministran los puntos de inyección.

Ilustración 7: Túnel con ventilación semitransversal

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3.2.2.5 VENTILACIÓN TRANSVERSAL

Este sistema de ventilación funciona, al igual que el de ventilación semitransversal, metiendo aire limpio en el túnel mediante un colector, independiente de la cavidad del túnel, que abastece varios ramales secundarios, que a su vez comunican con los puntos de inyección de aire del túnel. La diferencia con el sistema de ventilación semitransversal está, en que el humo o aire viciado, es succionado a través de unos puntos o rejillas, que comunican con un colector de recogida de humos. Este colector de humos es el encargado de sacar el aire viciado al exterior. Tanto la inyección como la succión del aire, requieren de su correspondiente ventilador. Como es fácil deducir, en caso de incendio, el ventilador que succiona será el más vulnerable, puesto que todos los gases calientes generados por el incendio, pasarán a través de él, siendo posible que se averíe. Esta posible avería, dejaría al túnel en ventilación semitranversal, ya que los humos saldrían por las bocas. Un ejemplo, es el túnel carretero del Montblanc, en los Alpes, que comunica Francia con Italia; con una longitud de casi trece kilómetros y tráfico en ambos sentidos, posee un sistema de ventilación transversal, con los colectores de aire bajo la calzada. El aire limpio se inyecta a nivel de la calzada y el viciado se succiona a nivel de la clave.

Ilustración 8: Túnel con ventilación transversal

3.2.2.6 VENTILACIÓN SEMITRANSVERSAL-TRANSVERSAL

A este sistema de ventilación se conoce también como "pseudotransversal". Es un sistema transversal en el que el caudal de succión del aire viciado es menor que el caudal del aire inyectado. Por lo tanto, funciona evacuando los humos a través de dos caminos: una parte de estos se recogen en el colector de succión y la parte restante se evacua por las bocas del túnel. En la realidad, cuando se produce un incendio importante, los túneles equipados con un sistema de ventilación transversal, se comportan como si tuvieran un sistema semitransversal - transversal, debido a que no consiguen succionar todo el humo que se genera. Los puntos de inyección de aire limpio, de los sistemas semitransversales y transvesales, suelen estar en los hastíales del túnel a nivel de la calzada, mientras que los puntos de succión del aire viciado, están en la clave del túnel. A veces, también se coloca en los colectores de ventilación, un falso tabique, dividido en dos, que se adosa en la clave, de manera que tanto la inyección como la succión se realizan por la parte superior del túnel. El mejor sistema, es el que inyecta aire desde el nivel de la calzada y succiona a nivel de la clave, porque el aire resultante en el interior del túnel es más limpio.

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Ilustración 9: Túnel con ventilación semitransversal-transversal

3.3 EFICIENCIA DE LOS SITEMAS DE VENTILACIÓN

3.3.1 SISTEMA LONGITUDINAL

En caso de incendio en un túnel cuando su sistema de ventilación es longitudinal la única forma de evacuar el humo es desplazarlo a lo largo del túnel hasta el exterior. Este tipo de actuación es válida para túneles unidireccionales ya que los vehículos situados aguas abajo del incendio pueden, normalmente, continuar su marcha hasta la boca. Sin embargo, en túneles bi-direccionales o en túneles urbanos en los que pueden darse situaciones de congestión de tráfico este tipo de situaciones no pueden permitirse. El humo, en un túnel sin pendiente en el que no existe una dirección predominante del aire, tiende a propagarse en ambas direcciones debido a los efectos de flotabilidad. Si existiese una dirección de ventilación predominante o se operase con los ventiladores de chorro induciendo una velocidad del aire baja, el humo tenderá a propagarse en dicha dirección, aunque debido a la flotabilidad una parte del mismo tendería a producir un retorno aguas arriba del incendio también conocido como backlayering. La velocidad del aire que evita el retorno de la nube de contaminantes se denomina velocidad crítica, la cual depende de la pendiente del túnel, la potencia del incendio y la geometría de la sección transversal. Recientes ensayos realizados en el Memorial Túnel (E.E.U.U.) han mostrado que en el caso crítico de un túnel con una pendiente ligeramente inferior al 4% y un incendio de 100 MW es necesario conseguir una velocidad de 3 m/s para que no se produzca el retorno del humo aguas arriba del incendio.

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Habitualmente se emplea la siguiente ecuación simplificada para determinar el valor de la velocidad crítica para evitar el retorno de la nube de humos:

3/1

21

******

****

+

=

∞

∞

∞ TVAC

QAC

QHgKKV

cp

c

ρρ

donde:

cV : Velocidad crítica (m/s)

21 kyK : Constantes

g : Aceleración de gravedad (m/s2)

H : Altura del túnel (m) Q : Potencia calorífica del incendio (kcal/s)

A : Área de la sección transversal (m2)

pC : Calor específico del aire (kcal/kg/°C)

∞yTρ : Densidad (kg/m3) y temperatura (°C)

En 1987 PIARC apuntaba que para evitar el retorno de los humos eran precisas velocidades de 1-2 m/s en incendios de automóviles, 2-3 m/s para el caso de un autobús o un camión y 5-8 m/s para un vehículo cisterna. Por ello se consideraba que, dependiendo del tipo de incendio, el sistema de ventilación fuese capaz de dar velocidades entre 3 y 6 m/s. Es importante tener en cuenta que en caso de incendio algunos de los ventiladores de chorro instalados en el túnel pueden resultar dañados, hecho que debe ser contemplado en su dimensionamiento. Como en túneles bi-direccionales o con tráfico uni-direccional denso los usuarios se verán retenidos a ambos lados del fuego no es posible evacuar los humos hacia una de las bocas. Por este motivo existen severas restricciones a la utilización del tipo de ventilación longitudinal en este tipo de túneles recomendándose sistemas de extracción de humos.

3.3.2 SISTEMA LONGITUDINAL CON EXTRACCIÓN

Una alternativa interesante a la ventilación longitudinal es incorporar un sistema de extracción de humos: bien en una abertura de grandes dimensiones, bien a lo largo de una zona de extracción mediante trampillas situadas en la zona superior.

3.3.3 SISTEMA SEMITRANSVERSAL Y TRANSVERSAL

El objetivo del sistema de ventilación es mantener a los usuarios del túnel en la zona de aire fresco el mayor tiempo posible. Tradicionalmente, cuando el sistema estaba basado en pequeñas aberturas en el techo para extraer los humos situados a lo largo del túnel, esto significaba mantener intacta la estratificación de la capa de humos.

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Existe una tendencia a situar aberturas de grandes dimensiones mucho más cercanas de tal forma que el sistema se comporte como un sumidero donde se debe centrar la máxima capacidad de extracción en las cercanías del incendio. Para ello se disponen trampillas telecomandadas sobre las que se puede actuar desde el centro de control. En los sistemas de ventilación transversales la inyección de aire fresco al nivel de la calzada produce una rotación del flujo longitudinal que contribuye a deshacer la estratificación. Este es el motivo por el que se suele recomendar una reducción de los niveles de inyección del mismo. En los sistemas de ventilación semi-transversales reversibles, es fundamental reducir el tiempo de inversión del sistema de la fase de inyección de aire fresco a la de extracción de humos.

3.4 REQUERIMIENTOS DE LOS SITEMAS DE VENTILACIÓN

En principio, para cada túnel o paso subterráneo deben determinarse las necesidades del sistema de ventilación que requerirán. Los sistemas de ventilación deberán diseñarse asegurando su funcionamiento operativo desde los puntos de vista de la seguridad y economía, fundamentalmente en dos situaciones y con objetivos diferentes: • Situación normal: Evitar los daños para usuarios y personal de mantenimiento del túnel, en condiciones de atmósferas contaminadas, tomando en cuenta el tiempo requerido de exposición en todas las situaciones de tráfico. • En caso de incendio: Que estén aseguradas las rutas de evacuación y resguardos (limpias de humos y con escapes y accesos, para el personal de salvamento, ventilados). Favorecer las condiciones del personal de salvamento. Asegurar la reducción de daños, tanto para las personas, como para los vehículos e instalaciones del túnel. Si se hace preciso diseñar un sistema mecánico de ventilación, el caso de “Fuego en el Túnel” debe ser considerado para dimensionar adecuadamente el sistema de ventilación mecánica que se proyecta. El caso de “Fuego en el Túnel” siempre debe ser considerado cuando la longitud a la ruta de escape desde el área de peligro supere la longitud máxima de esa distancia x:

5*800H

x =

H : Altura interior del túnel (m)

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CAPÍTULO 4: INCENDIO EN TÚNELES


En este capítulo, se hace referencia a las estadísticas que se tienen de incendios en túneles. Además, se describen las características particulares que toman los incendios en un medio confinado y sus devastadores efectos. Finalmente, se detallan los modelos existentes para explicar dicho comportamiento y caracterizar (dimensionar) al sistema de ventilación con el que debe contar el túnel en cuestión, para combatir un siniestro.

4.2 PLANTEAMIENTO GENERAL

Los incendios ocurridos en túneles varían considerablemente; pueden ser pequeños, con la ignición de un pequeño vehículo que transporta una escasa carga de fuego, o grandes e intensos, con la ignición de un tanque de combustible. El aumento general del volumen de tráfico y del transporte de sustancias peligrosas ha dado lugar a un mayor riesgo de que ocurran incidentes relacionados con el fuego. Los tipos de incendio abarcan desde los incendios de celulosa, en que se queman materiales como papel o madera, a los incendios de hidrocarburos de alta intensidad, en que se quema propano a temperaturas que alcanzan los 1350 °C, con flujos de calor que llegan a los 300 kWm2

4.3 GENERALIDADES SOBRE EL FUEGO EN RECINTOS CERRADOS

En los incendios en túneles el fuego presenta de forma general un comportamiento similar a los incendios que se producen en cualquier recinto cerrado. Aunque el carácter lineal de este tipo de estructuras reduce la complejidad de su comportamiento, la existencia de un flujo forzado de aire con muy distintas condiciones dificulta la predicción del comportamiento del mismo. Los túneles, al ser cavidades muy aisladas del exterior, presentan dificultad en eliminar el calor, humo y sobrepresiones, que se pueden llegar a generar durante un incendio. Por ello, se distinguen efectos que lo diferencian de un incendio al aire libre. Estas particularidades, son:

• Efecto horno: Es el aumento continuo de la temperatura, con la consiguiente acumulación progresiva de calor, similar a lo que ocurre con el horno de una cocina.

• Efecto cañón: Este efecto, es producido en caso de haber una explosión al interior del túnel. Dicho

nombre, viene del comportamiento que ésta tendría, dada la geometría lineal del túnel, que libera hacia sus entradas, las sobrepresiones generadas por la explosión, como si fuera un cañón de una escopeta.

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Además, los usuarios se ven envueltos en dos importantes problemáticas propias a este tipo de eventos:

• Desorientación: Debido a la acumulación de humo, las personas comienzan a perder la visión, desorientándose en la búsqueda de un lugar seguro, pudiendo ocasionar nuevos accidentes.

• Comportamiento ingenuo: Muchas personas, se detienen a contemplar la escena de fuego en un

auto, poniendo sus vidas y la de los demás en grave peligro, al obstaculizar el paso de los vehículos que vienen detrás. Los usuarios deberían evacuar de forma inmediata el predio incendiado.

4.4 ELEMENTOS QUE INTERVIENEN EN EL INCENDIO

No es posible describir rigurosamente los diferentes elementos que intervienen en el estudio de un incendio debido a la diversidad de los motivos que los originen. No es lo mismo el incendio producido por el derrame de combustible de un vehículo cisterna que el producido por la auto-ignición del motor de un vehículo pesado. Sin embargo, en líneas generales, los elementos que intervienen en el incendio son los siguientes:

4.4.1 EL FOCO

Una vez que comienza el desarrollo del incendio se produce a partir del foco un penacho a elevada temperatura que por efecto de la flotabilidad impacta en el techo y se estratifica, manteniéndose en la zona superior de la sección. Cuando el humo caliente se aleja del foco comienza a enfriarse descendiendo y ocupando toda la sección. El foco se alimenta por su parte inferior, con corrientes de aire re-entrantes. En función de las condiciones de la corriente de aire longitudinal existente en el túnel la distribución de la nube de humos se producirá en mayor o menor medida aguas arriba del foco produciendo el retorno (back layering) de la capa caliente de humos.

Ilustración 10: Efecto back layering

La peligrosidad de la nube de humos viene dada por la cantidad de contaminantes que contenga, la reducción de la visibilidad producida y los efectos de la temperatura por radiación o convección.

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4.4.2 EL HUMO

Las propiedades del humo se cuantifican en función de su capacidad de reducción de la visibilidad mediante diferentes magnitudes:

• La transmitancia T se define como:

o

x

I

IT =

oI : Intensidad de la luz de la fuente

xI : Intensidad de la luz tras recorrer una distancia determinada

• La densidad óptica por unidad de longitud relacionada con la transmitancia por:

x

Tn1log−=δ

x : Distancia recorrida por la luz (m)

• El coeficiente de atenuación (o extinción) por unidad de longitud se define de igual forma que la

intensidad óptica, pero empleando el logaritmo neperiano

x

Tk olog

−= (m-1)

Luego: δ*303,2=k

En ocasiones se usa el porcentaje de oscuridad, λ, definido como: λ = 100 (1-T) Con lo que la transmitancia se puede expresar como:

δ = - [log10 (1 - λ/100)] / x

• La distancia de visibilidad, D (m), puede estimarse usando el coeficiente de extinción de la mezcla aire-humo como:

D = A / K Donde: A : Es una constante dependiente de que tipo de objeto es el que hay que ver; 2 si se trata de un objeto reflectante o 6 para un letrero luminoso. Un valor crítico empírico estimado para el coeficiente de atenuación del humo de un túnel de carretera, es de 0.4 m-1. La ilustración 11, muestra la relación entre la visibilidad de señales luminosas y el coeficiente de extinción para humo irritante o no irritante. En dicha figura se indican los resultados experimentales con puntos y con líneas las ecuaciones empíricas. Para humo no irritante se cumple la ecuación anterior, con A = 6 al tratarse de un objeto luminoso. En el caso de humo irritante, esa ecuación se modifica introduciendo un término independiente. En la ilustración 11, para señales luminosas, A valdría 6,5 y el

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nuevo término independiente –6,3. Es decir, para un mismo coeficiente de extinción o su equivalente de densidad óptica, si el humo existente tiene un carácter irritante, se disminuye la visibilidad frente a un gas que no tuviese ese carácter. De esta forma se tiene en cuenta que la visibilidad tiene también un carácter dependiente de la situación del sujeto que la percibe.

Ilustración 11: Visibilidad de señales luminosas

Distintos autores, sugieren valores distintos del coeficiente de extinción:

• Rasbash (1975) sugiere que para escapar de un incendio es necesaria una visibilidad, D, de 10 m, lo cual es equivalente a una densidad óptica, δ, de 0,08 m-1 y a un coeficiente de extinción, K, de 0,18 m-1 cuando se trata de ver objetos reflectantes, A = 2.

• Jin (1981) sugiere que el límite admisible para la densidad óptica es 0,2 m-1 cuando el individuo esta familiarizado con la ruta de escape.

• Babrauskas (1979) es aún más optimista y sugiere un valor límite de 0,5 m-1.

4.4.3 TOXICIDAD DE CONTAMINANTES

Los principales productos de combustión pueden ser divididos en: tóxicos, asfixiantes e irritantes, los cuales pueden afectar a los sentidos y/o al sistema respiratorio. Dentro del primer grupo sólo el monóxido de carbono, CO, y el ácido cianhídrico, HCN, han sido detectados en los productos de combustión de incendios en la suficiente proporción como para causar un efecto tóxico agudo. Hay ligeras dudas respecto al hecho de sí el CO es el causante de una elevada porción de las muertes producidas en los fuegos accidentales. Su combinación con la hemoglobina, Hb, de la sangre para producir la carboxihemoglobina, CoHb, es la responsable de la reducción de la cantidad de oxígeno suministrada a los diferentes órganos y tejidos del cuerpo. Esto es especialmente importante en el cerebro, llegándose a la inconsciencia. Los niveles de CoHb que producen estos efectos están presentes en las victimas supervivientes expuestas a incendios. Actualmente se está estudiando el hecho de que la exposición al HCN tiene los mismos efectos que la del CO. Una diferencia importante entre sus efectos es que la acción del HCN es mucho más rápida que la del CO. El nivel de incapacitación por monóxido de

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carbono se alcanza de manera más gradual. También hay que tener en cuenta el hecho de que el efecto de la CoHb es distinto en personas activas que en sedentarias. Esto ocurre a causa de que la entrada de CO depende del ritmo respiratorio. Por tanto, cuando una persona comienza una actividad, como correr para huir de un incendio, el nivel de CoHb en la sangre se incrementa rápidamente originando niveles peligrosos para la conciencia. Ese mismo nivel en una persona que no tratase de huir, o que lo hiciese más pausadamente, puede no originar efectos negativos o al menos tardar más tiempo en aparecer. Hay que resaltar que en un incendio las personas expuestas inhalan una combinación de compuestos tóxicos por lo que la combinación de sus efectos es más importante que sus efectos individuales. Por tanto la narcosis se produce tanto por el efecto combinado del CO y del HCN como por la falta de oxígeno (hipoxia hipóxica), altas concentraciones de CO2 (hipercapnia). Cuando un individuo se expone a una baja concentración de oxígeno y alta de CO2, se precisan muy pocos minutos para alcanzar el nuevo equilibrio entre el aire en los pulmones y los gases en la corriente sanguínea. Una vez producido este hecho, la severidad de los efectos es independiente del tiempo de exposición y sólo depende de las concentraciones de ambos gases. Los efectos individuales de estas cuatro especies aparecen en la tabla 4.1 Ésta proporciona las concentraciones a las cuales existe peligro de incapacidad o de muerte después de 5 y 30 minutos de exposición para una persona activa. Tabla 4.1: Límites para incapacidad y muerte en personas

Una forma propuesta para obtener la influencia combinada del CO y ácido cianhídrico (HCN) se puede representar mediante:

3050

][

3050

][

HCNLC

HCN

COLC

COA +=

Donde [ ] indica las concentraciones reales y LC50X30 es la concentración de especie X a la cual el 50% de las personas que la sufren mueren al cabo de 30 minutos. Este valor es de 4600 ppm para el CO y de 160 para el HCN. Si A es igual a 1, el 50% de las víctimas morirán. Cuanto mayor sea ese valor, mayor será el número de muertos por contaminantes. En contraste con las consecuencias anteriores de este apartado, los efectos irritantes del humo sobre los ojos y el tracto respiratorio superior ocurren inmediatamente tras la exposición. Se producen severas inflamaciones de los ojos y esto está acompañado por dolor, lagrimeo y blefaroespasmo (cierre involuntario de los párpados). También se origina irritación y mucosidad en la nariz con sensación de quemadura en la nariz, boca y garganta junto a sensación de intenso malestar que a menudo lleva a violentos accesos de tos. Mientras que la severidad de los efectos depende de la concentración, el tiempo de exposición hace que disminuyan los efectos ya que permite al individuo adaptarse a los estímulos desagradables, y por tanto estos inconvenientes no llevarán directamente a la muerte.

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Sin embargo esas irritaciones pueden llevar a desorientación, con el consiguiente aumento de probabilidad de muerte a causa de la inhalación de gases tóxicos presentes. Los gases irritantes también penetran en los pulmones y esto puede causar respuestas pulmonares irritantes agudas, consistentes en edemas, recubrimiento del pulmón por una capa mucosa, e inflamaciones, lo cuál si puede llevar a la muerte con posterioridad. Las partículas de sólidos y líquidos constituyentes de los humos pueden ser irritantes en sí mismos. Su efecto depende en gran medida de su tamaño dado que él controlará cuánto penetrarán y cómo y dónde se depositarán. Partículas de por debajo de 5 µm pueden penetrar profundamente en los pulmones y, en general, el humo procedente de combustiones sin llama tiene partículas de tamaño inferior a 1 µm. Incendios con llamas suelen tener partículas más grandes que tienden a depositarse en las fosas nasales y en las vías respiratorias superiores, las cuales pueden físicamente atascarse si la concentración de partículas es suficientemente alta.

4.4.4 LA TEMPERATURA

4.4.4.1 CALOR POR RADIACIÓN

La radiación dependerá de la temperatura y emisividad de la llama y de los humos calientes. Si se supone una capa de humos infinita a temperatura constante;

48 **10*67,5 TEf rε−= (W/m2) Donde:

rε : Emisividad

T : Temperatura de los humos (°K). La ilustración 12 muestra la radiación que alcanza a las personas que escapan de una capa de humos de temperatura constante y su carácter potencial con la temperatura de los mismos. La línea continua representa una capa infinita, mientras que la de trazos es para el caso de un túnel de 8 metros de ancho, 6 de alto y 3 de altura de la capa caliente sobre el suelo.

Ilustración 12: Radiación a nivel del suelo

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En la ilustración 13, Hymes, 1993, muestra el tiempo de tolerancia ante distintos niveles de daño por quemaduras según el calor que llega a una persona. Aparece representada desde la situación sin daño a la piel, únicamente dolor y quemaduras de 1º orden, hasta el efecto mortal que comienza a existir para las de más de 2º grado. Es importante tener en cuenta tanto el efecto del tipo de ropa usada, como el tiempo de exposición. Lógicamente un mismo nivel de radiación causa daños más graves cuando el tiempo de exposición va aumentando. Si se sufren 20 kW/m2 durante menos de 1 segundo, no existe ni tan siquiera sensación de dolor. Sin embargo, aumentando el tiempo de aplicación, se llegarán a quemaduras de 2º grado para tiempos del orden de 10 segundos y a 3º grado para tiempos superiores a 1 minuto. En este último caso el número de fallecidos es superior al 50% de las personas que lo sufren.

Ilustración 13: Tiempo de tolerancia a lesiones por quemaduras

Purser, 1993, en la ilustración 14, llega a la conclusión de que existe un límite de tolerancia alrededor de 2,5 kW/m2, para el cual, auque aumente el tiempo de exposición, no se producen daños significativos. En la figura, las letras entre la “a” y la “e” corresponden a diferentes valores aparecidos en la literatura científica e investigaciones. El tiempo necesario para que se produzca ese daño severo en la piel aumenta a medida que disminuimos la intensidad de la radiación aplicada.

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Ilustración 14: Tiempo para que se produzca daño severo en la piel a causa de radiación

En la ilustración 15, Danielsson, 1984, presenta el tiempo en que se empieza a sufrir dolor para diferentes niveles de radiación y distintos valores de factores de seguridad, P, función del tipo de ropa usada: P = 1 = piel desnuda y P = 26 = ropa ignífuga. Al igual que en la figura anterior, el tiempo de tolerancia antes de que produzca dolor aumenta conforme disminuye el flujo de calor por radiación incidente.

Ilustración 15: Tiempo hasta llegar al dolor por radiación

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Otro aspecto a tener en cuenta es el peligro de extensión del incendio a objetos circundantes no directamente en contacto con la llama y que comienzan a arder por efecto de la radiación que le llega desde la llama existente o de la capa de humos acumulada. Waterman (1966) sugiere un límite de 20 kW/m2 a nivel de suelo para que se produzca la ignición de un objeto que podría dar lugar a flashover (ver apartado 4.5.5). Este límite corresponde aproximadamente a un nivel que podría causar una rápida pirólisis de la celulosa de la materia y comenzar la ignición por la alta temperatura alcanzada. Referido a temperaturas estableció que podría producirse el flashover cuando se alcanzase entre 500 y 600 ºC en la capa superior. Este límite es muy dependiente del tipo de material que se esté considerando.

4.4.4.2 CALOR POR CONVECCIÓN

En la ilustración 16, se muestra el tiempo que un hombre puede resistir cierta temperatura antes que se produzcan daños en la piel, quemaduras graves o hipertermia (temperatura corporal superior a 40 ºC). Los puntos que aparecen indican resultados experimentales.

Ilustración 16: Tiempo de tolerancia al calor recibido por convección por la temperatura ambiente

Se puede observar la diferencia que aparece entre ambiente seco y húmedo. La presencia de humedad hace que los efectos del calor por convección aumenten debido a la dificultad que se añade a la transpiración. En condiciones de humedad ese tiempo se puede aproximar mediante:

))273(*0273,01849,5exp()(min −−= Tutost Donde: T : Temperatura en Kelvin.

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Si la temperatura no es constante, como ocurre en las situaciones reales, hay que acudir al concepto de “dosis” de calor por convección. Esto es debido al hecho de que el tiempo de tolerancia toma la forma de una curva exponencial. La fracción de dosis de calor incapacitadora durante un minuto representa el porcentaje recibido de la cantidad de calor que en 60 segundos lleva a una persona a no poder reaccionar:

))273(*0273,01849,5exp(

1

−−=

TFth

Cuando la fracción de dosis acumulada excede la unidad se alcanzan condiciones vitales peligrosas produciéndose incapacidad debido a daños y quemaduras en la piel y en el tracto respiratorio.

4.5 CARACTERÍSTICAS DEL INCENDIO

Las características del incendio producido dentro del túnel dependen en gran medida de los vehículos implicados en el mismo. Los materiales con los que han sido fabricados o que son transportados influyen de forma decisiva. Sin embargo, para poder definir las características del incendio es posible emplear diversas magnitudes que lo cuantifiquen de forma global (energía total disipada) o temporal (potencia calorífica, temperatura). Aunque todas las magnitudes están relacionadas, la evolución de la temperatura frente al tiempo se emplea para evaluar la resistencia de la estructura ante el incendio y la evolución de la potencia o las concentraciones de contaminantes influyen en las pautas de evacuación o actuación para salvaguardar a los usuarios del túnel.

4.5.1 POTENCIA

Los fuegos de proyecto se caracterizan fundamentalmente por la potencia calorífica liberada (dada habitualmente en MW). Hasta hace poco, en la mayoría de los países se tomaba como referencia las recomendaciones dadas por PIARC en 1987 basadas en los estudios de Heselden que se apoyaban en los ensayos realizados en Ofeneg (Suiza, 1965) y Zwenberg (Austria, 1974). Sin embargo, a principios de la década de los noventa se relanzaron nuevos proyectos cuyo fin era precisamente la determinación de curvas de incendio para el proyecto de túneles de carretera y ferroviarios. Así, en Europa se realizaron una serie de ensayos agrupados en el proyecto EUREKA 499, con gran repercusión internacional, el que será detallado en el siguiente capítulo.

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Los valores máximos de la potencia calorífica disipada por el foco de incendio dependen de las condiciones de ventilación existentes. Sin embargo, en líneas generales los valores recogidos serían los siguientes:

Tabla 3: Valores de la potencia calorífica disipada en un incendio para distintos tipos de vehículos

Tipo de vehículo Potencia máxima (MW)

1 auto 2.5 – 5

2-3 autos 8

Furgoneta 15

Autobús / Camión de mercancías 20 – 30

Cisterna >100

Sin embargo, estos valores son estimativos y dependen de la fuente tomada como referencia, especialmente para el incendio de vehículos cisterna donde algunas referencias varían considerablemente. Así, por ejemplo, la propuesta de normativa francesa da un valor de 200 MW mientras que en la KIVI (holandesa) se aceptan escenarios con 300 MW.

4.5.2 EMISIÓN DE HUMO

Otro parámetro empleado para el dimensionamiento de la ventilación es el caudal de humos (m3/s) producido durante el mismo. Así los humos producidos en los incendios en túneles, dependen del tipo de vehículos y mercancías siniestradas siendo según diferentes fuentes:

Tabla 4: Valores del caudal de humos producido en un incendio para distintos tipos de vehículos

Tipo de vehículo

Caudal de humos (m3/s). Según diferentes fuentes

AIPCR RABT CETU NFPA EUREKA

1984 (Alemania) (Francia) (USA) 1994 1997 1998

Vehículo ligero

20

20-40 20

20

Autobús 60 60-90 80 60 50-60

Camión 50-80

Camión cisterna

100-200

150-300 300

100-120

32

4.5.3 TEMPERATURA

Al igual que ocurría con la potencia calorífica máxima producida en el foco del incendio, la temperatura máxima que se puede obtener depende en gran medida de las condiciones de ventilación y la geometría del túnel. Sin embargo, a modo de orientación los diferentes ensayos realizados han permitido definir los siguientes valores de temperatura máxima:

Tabla 5: Valores de la temperatura máxima alcanzada en un incendio para distintos tipos de vehículos

Tipo de vehículo Temperaturas máximas (ºC)

Vehículo ligero 400

Autobús 700

Camión de mercancías 1000

Cisterna* 1200

* En condiciones desfavorables, este valor alcanza los 1400ºC en escenarios críticos

4.5.4 EVOLUCIÓN TEMPORAL DEL INCENDIO

La evolución del incendio a lo largo del tiempo es más importante que los niveles máximos que pueden darse en el foco ya que, como ya se comentó, los tiempos transcurridos desde el inicio del mismo determinan la posibilidad de salvamento de los usuarios involucrados en el incidente. Con el objetivo de mejorar el funcionamiento del sistema de ventilación de los túneles es necesario definir una curva temporal de incendio. Los ensayos realizados por diferentes proyectos europeos, muestran, de forma general, un desarrollo muy rápido del incendio en los primeros 10 minutos, incluso para vehículos pequeños (autos) alcanzando un máximo en ese tiempo y observándose una bajada más o menos rápida. Este comportamiento puede acelerarse para el caso autos, mientras que muestran una zona de valor máximo de mayor duración en el caso de autobuses o camiones con carga.

Potencia del Incendio

0

5

10

15

20

25

30

35

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Tiempo transcurrido (minutos)

Po

ten

cia

(M

W)

Ilustración 17: Evolución de un incendio de un autobús.

33

4.5.5 EL FLASHOVER

Cuando se inicia un incendio, la temperatura se va incrementando paulatinamente, aumentando la cantidad de gases generados los cuales por efecto de la flotabilidad se elevan a la parte superior de la sección del túnel. Si el incendio se produjese al aire libre, el calor generado por el incendio se disiparía. Sin embargo, cuando el incendio se produce en recintos cerrados los gases acumulados en las proximidades del combustible, con una temperatura elevada, emiten energía por radiación la cual contribuye a gasificar el combustible existente incrementando la temperatura del foco. Este proceso de re-alimentación del incendio por radiación lleva a un incremento muy importante de la temperatura en las proximidades del foco denominado flash-over.

4.6 COMPORTAMIENTO DE LOS HUMOS

El comportamiento de los humos y gases en los incendios en túneles varía respecto a su comportamiento en las edificaciones debido a la geometría del túnel (estructura lineal) y responde a dos modelos distintos dependiendo de la existencia o no de una corriente de aire en el interior del túnel:

4.6.1 HUMOS EN TÚNELES SIN CORRIENTE LONGITUDINAL DE AIRE

En los primeros momentos de incendio, en un túnel sin corriente de aire (5-6 minutos), los humos y gases calientes se desplazan por el techo del túnel a ambos lados del foco del incendio, dejando espacio respirable en la zona baja en un recorrido que según distintos ensayos oscila entre 300 y 500 metros, para a partir de este punto ocupar toda la sección del túnel.

4.6.2 HUMOS EN TÚNELES CON CORRIENTE LONGITUDINAL DE AIRE

En los primeros momentos de incendio, en un túnel con corriente longitudinal de aire (5-6 minutos), los humos y gases calientes se desplazan por el techo del túnel en la dirección de la ventilación, a una velocidad constante, ligeramente más alta que la velocidad del aire fresco, dejando espacio respirable en la zona baja en un recorrido que según distintos ensayos oscila entre 700 y 1000 metros, para a partir de este punto ocupar toda la sección del túnel.

4.7 MODELOS NUMÉRICOS PARA EL RÉGIMEN PERMANENTE

El objetivo de los modelos numéricos para el estudio del régimen permanente es el dimensionamiento de los equipos necesarios para el sistema de ventilación del túnel, tanto para los escenarios de servicio como los de incendio.

4.7.1 METODOLOGÍA DE CÁLCULO

En caso de incendio en un túnel unidireccional con ventilación longitudinal, la ventilación debe ser capaz de arrastrar los humos en el sentido del tráfico, de forma que los usuarios que queden bloqueados por detrás del incendio no se vean afectados por los humos. Para el caso de túneles bidireccionales, el sentido de la ventilación, dependerá de diversos factores, tales como la ventilación natural de la estructura y/o la boca más cercana al foco.

34

El incendio tipo para dimensionar la ventilación corresponde a uno capaz de generar 30 MW de potencia. Este tamaño de incendio está recogido como referencia en diversos documentos como el “Fire and Smoke Control in Road Tunnels” de la P.I.A.R.C., la “Circular Interministerial Francesa Nº2000-63”, la Directiva Suiza de “Ventilation des tunnels routiers” y el dossier sobre ventilación del CETU, entre otros. Para garantizar que los humos producidos por un incendio se dirijan exclusivamente hacia una de las bocas del túnel es necesario que el caudal de aire se desplace a una velocidad superior a la crítica (ver capítulo anterior). Para determinar los ventiladores necesarios en caso de incendio se calculan las pérdidas o ganancias de presión debidas a los diferentes elementos que actúan sobre el caudal del aire en las situaciones que se opongan en mayor modo a la ventilación. Una vez que se conocen los diferentes factores que afectan a la ventilación debe verificarse la siguiente igualdad:

incatmchimvehrozjet PPPPPnPj ∆+∆+∆+∆+∆=∆ *

Donde:

jetP∆ : Incremento de presión debido a un ventilador [Pa]

n : Número de ventiladores instalados [-]

rozP∆ : Pérdida de presión debido al rozamiento del aire [Pa]

vehP∆ : Pérdida o ganancia de presión por el efecto bloqueo de los vehículos [Pa]

chimP∆ : Pérdida o ganancia de presión debido al efecto chimenea [Pa]

atmP∆ : Pérdida o ganancia de presión debido a causas meteorológicas [Pa]

incP∆ : Pérdida de presión debido al incendio [Pa]

4.7.1.1 PREDIMENSIONAMIENTO DEL INCENDIO

Según la Directiva Suiza, los valores característicos de dimensionamiento para un incendio de 30 MW sin extracción de humos son los siguientes:

incendioT∆ = 65 K

incendioL = 800 metros

incendioη = 0,75

Donde:

incendioη : Rendimiento del incendio [-]

incendioT∆ : Incremento de temperatura medio en la zona afectada por los humos [K]

incendioL : Longitud del tramo afectado por el incendio [m]

35

La temperatura media del aire en las inmediaciones del incendio está determinada por la expresión:

00

TvSC

QT

op

C +⋅⋅⋅

=ρ

&

[K]

Donde:

cQ& : Potencia térmica del incendio transmitida al aire [J/s]

0ρ : Densidad del aire fresco [kg/m3]

pC : Calor específico a presión constante del aire [J/kgK]

0T : Temperatura del aire fresco [K]

4.7.1.2 PÉRDIDAS POR ROZAMIENTOS LINEALES Y PUNTUALES

Las pérdidas de presión por el rozamiento del aire con las paredes y el asfalto se ven alteradas por el incremento del volumen del aire al aumentar su temperatura. Se pueden calcular mediante la siguiente expresión:

0

200

2 T

T

D

lvP

Hroz ⋅⋅

⋅⋅=∆

ρλ [Pa]

Donde: λ : Coeficiente de pérdida de rozamiento

0ρ : Densidad del aire [kg/m3]

0V : Velocidad del aire fresco [m/s]

l : Longitud del túnel [m]

hD : Diámetro hidráulico [m]


T : Temperatura de la mezcla aire/humo [K] Se debe tener en cuenta también la caída de presión que se produce por la entrada y la salida del aire/aire-humo en el túnel. Se determina a partir de la siguiente expresión: Caída a la entrada:

2

200 v

P EE

⋅=∆

ρζ [Pa]

Caída a la salida:

0

20

SST

T

2

vρζP ⋅

⋅=∆ [Pa]

Donde:

Eς : Coeficiente de pérdida de carga a la entrada [0,6]

Sζ : Coeficiente de pérdida de carga a la salida [1]

0ρ : Densidad del aire fresco [kg/m3]

ρ : Densidad de la mezcla aire-humo [kg/m3]

36

0V : Velocidad del aire fresco [m/s]


T : Temperatura de la mezcla aire/humo [K]

4.7.1.3 PÉRDIDAS POR VEHÍCULOS BLOQUEADOS

Los vehículos bloqueados influyen en el dimensionamiento de la ventilación, ya que estos dificultan el flujo de la corriente de aire. Para el incendio en túneles unidireccionales, el número de vehículos bloqueados es función del punto en el que se produzca el accidente, ya que todos los vehículos que se encuentren por detrás de este, y los que posteriormente entren al túnel quedarán bloqueados. Los que se encuentren por delante podrán salir del túnel, en principio, sin problemas. En este tipo de túneles, el número de vehículos retenidos máximos se calcula según la expresión:

d

DnN i=

Donde: N : Número de vehículos retenidos n : Número de carriles

iD : Distancia de la entrada al incendio [m]

d : Espacio medio por vehículo [m/veh] Considerando que un vehículo ligero mide 4,5 metros y uno pesado 10,5 metros, con un espacio entre vehículos de 2 metros, se acepta que el espacio medio ocupado por los vehículos es de 6,8 metros. La caída de presión que se produce por el bloqueo de los vehículos es función de la velocidad a la que circule la corriente de aire en el interior del túnel, y se puede determinar mediante la siguiente expresión:

0

200

2 T

Tv

S

CNP x

veh ⋅⋅

⋅Σ

⋅=∆ρ

[Pa]

Donde: ∑ : Sección media de los vehículos perpendiculares al flujo de aire [m2]

xC : Coeficiente de empuje

Para vehículos ligeros : ΣCx= 0,9 m2

Para vehículos pesados : ΣCx= 4,5 m2

0V : Velocidad del aire [m/s]

37

4.7.1.4 EFECTO CHIMENEA

En túneles con pendiente, el humo generado por el incendio tenderá a dirigirse hacia la boca situada a mayor cota, debido a las fuerzas de flotabilidad. El incremento de presión que este efecto genera se puede determinar según la siguiente expresión, propuesta por la Directiva Suiza de Ventilación:

αηρρ ⋅⋅⋅−=∆ incendioincendioincendioiChim LgP )( [Pa]

Donde:

iρ : Densidad del aire dentro del túnel [kg/m3]

incendioρ : Densidad del aire en la zona del incendio [kg/m3]

incendioη : Rendimiento del incendio [-]

g : Aceleración de la gravedad [m/s2]

incendioL : Longitud del tramo afectado por el incendio [m]

α : Pendiente del túnel [-] Asimismo, se debe considerar el efecto chimenea presente antes del comienzo del incendio. Este se determina de manera análoga al efecto chimenea producido por los humos, según la expresión:

LgPchim ⋅−=∆ )( 0ρρα [Pa]

Donde: α : Pendiente del túnel ρ : Densidad del aire externo [kg/m3]

0ρ : Densidad del aire dentro del túnel [kg/m3]

g : Aceleración de la gravedad [m/s2]

4.7.1.5 EFECTOS ATMOSFÉRICOS

Las secciones de entrada y salida de un túnel pueden encontrarse bajo condiciones meteorológicas diferentes, lo que produce una diferencia de presiones:

salentatm PPP −=∆ [Pa]

Siendo:

atmP∆ : Diferencia de presiones entre las bocas del túnel [Pa]

entP : Presión en la sección de entrada del túnel [Pa]

salP : Presión en la sección de salida del túnel [Pa]

Esta diferencia de presión se debe a efectos meteorológicos, que se encuentran en permanente cambio. Se deben pues considerar como aleatorios. Su influencia en el valor de la corriente de aire que circula por

38

el túnel puede ser grande, por lo que es importante considerar sus efectos a la hora de dimensionar el sistema de ventilación necesario. La presión en las secciones de entrada y salida depende fundamentalmente deL efecto del viento. Efecto del viento Se calcula mediante la expresión:

2

2

1paralvient vP ⋅=∆ ρ

Donde: ρ : Densidad del aire [kg/m3]

paralv : Componente de la velocidad paralela al eje del túnel [m/s]

4.7.1.6 PÉRDIDA DE PRESIÓN DEBIDA AL INCENDIO

La existencia del incendio dentro de un túnel produce una caída de presión debido a la expansión de los humos. En el cálculo se ha utilizado la siguiente expresión propuesta por el CETU:

20 H

Cinc Dv

QcP

⋅⋅=∆

&

[Pa]

Donde:

c : Constante ( 5109c −×= ) [-]

CQ& : Potencia convectiva del incendio [MW]


HD : Diámetro hidráulico [m]

La potencia convectiva del incendio, CQ& , se puede considerar como 2/3 de la potencia total del incendio.

CRT QQQ &&&32

31 += [MW]

TQ& : Potencia total del incendio [MW]

RQ& : Potencia de radiación del incendio [MW]

CQ& : Potencia convectiva del incendio [MW]

39

4.7.1.7 INCREMENTO DE PRESIÓN DE LOS VENTILADORES

La instalación de ventiladores produce una ganancia de presión que se puede determinar la expresión:

)1(0

0

0

0

T

T

w

v

S

FkPjet ⋅−⋅⋅=∆

ρ

ρ

Donde: k : Rendimiento del ventilador [-]

0F : Empuje del ventilador tipo jet [N]

S : Sección del túnel [m2] ρ : Densidad del aire dentro del túnel [kg/m3]

0ρ : Densidad del aire ambiente [kg/m3]


w : Velocidad del chorro impulsado [m/s]

0T : Temperatura del aire [K]

T : Temperatura de la mezcla aire/humo [K]

4.8 MODELOS NUMÉRICOS PARA EL RÉGIMEN TRANSITORIO

Existe una variada gama de modelos numéricos para el estudio en régimen transitorio del escenario de incendio en el túnel. Los modelos tridimensionales buscan explicar el comportamiento de la zona próxima al foco del incendio. Sin embargo, el alto costo computacional y la dificultad de representar el comportamiento global del sistema de ventilación hacen que, para definir pautas de actuación del sistema de ventilación, sean más apropiados los modelos de tipo unidimensional. A continuación se hace una recopilación de los distintos tipos de modelos y la aplicación de cada uno.

4.8.1 MODELOS 3D DE COMBUSTIÓN

Los modelos tridimensionales pretenden resolver el sistema completo de ecuaciones diferenciales parciales que expresan los principios de conservación de la masa, la cantidad de movimiento, la energía y de las especies. Para ellos se divide el campo de estudio en una serie de celdillas (elementos volumétricos de control) a las que se les asignan las distintas propiedades del fluido.

Hay intercambios de masa, cantidad de movimiento y energía, tanto por convección como radiación entre el aire, el objeto, los gases emitidos por éste y las paredes del túnel; las ecuaciones que rigen el fenómeno son las 5 ecuaciones de conservación de la Mecánica de Fluidos: masa, 3 de cantidad de movimiento y de la energía, además de las necesarias para modelar la combustión, la producción de hollín y la radiación. Al ser las ecuaciones de conservación en derivadas parciales, (siendo las variables independientes las coordenadas de cada punto y el tiempo) es necesario fijar, además de condiciones iniciales, condiciones de contorno apropiadas en la pared del túnel, en las paredes del objeto que arde (o alternativamente una simulación de cómo se consume el material combustible de dicho objeto o vehículo), y en la zona de entrada aguas arriba y de salida aguas abajo. La resolución del anterior sistema de ecuaciones en derivadas parciales, junto con las condiciones iniciales y de contorno se realiza numéricamente, mediante discretización apropiada del campo de fluido y del intervalo temporal de interés.

40

4.8.2 MODELOS ZONALES

Los modelos zonales en lugar de dar el detalle de lo que ocurre en cada punto, dividen el dominio en diferentes zonas o compartimentos, y dan propiedades medias de las magnitudes en cada una de ellas, o presuponen variaciones de acuerdo con reglas fijadas a priori, basadas en la experimentación o en argumentos físicos. Cada uno de los elementos antes mencionados: objeto que arde, llama, penacho, capa caliente, paredes del túnel, capa fría inferior, zona de recirculación y regiones de entrada y salida, se supone que son las zonas o módulos en que se divide el fuego, la variación de cuyas propiedades está relacionada con los intercambios de masa, cantidad de movimiento y energía con las zonas circundantes. Este tipo de modelos se ha empleado habitualmente para el estudio de la propagación de incendios en edificios, pero no se ha empleado de forma general en túneles. Sin embargo, si se ha hecho con una variación de este tipo de modelos denominados modelos gausianos.

4.8.3 MODELO GAUSSIANO DE COMBUSTIÓN

Esta variante del modelo zonal se basa en la división del túnel a estudio en dos zonas, aguas arriba y abajo del impacto del penacho con el techo, junto con una zona de transición. Esto permite no tener que tratar todas las ecuaciones que rigen los modelos que tradicionalmente se emplean para la resolución de problemas como el planteado. En primera aproximación, se considera que el penacho adquiere un movimiento libre, sin que le afecten las paredes del túnel. En esta zona se trabaja con un modelo unidimensional en que los perfiles de las magnitudes fluidas son autosemejantes en planos perpendiculares a la línea media del penacho, con lo que adquiere un movimiento parabólico a lo largo de ella. Por tanto las magnitudes fluidas solo son función de la distancia a lo largo de la línea media. De esta forma, las ecuaciones de conservación en derivadas parciales se convierten en ecuaciones diferenciales ordinarias.

Los volúmenes de control empleados en el penacho son troncos de cono que siguen la línea media del mismo. En las secciones perpendiculares a la línea media del penacho se supone que las magnitudes fluidas presentan una distribución gausiana derivada del perfil top-hat. En dicho perfil, las propiedades fluidas adquieren dos posibles valores uniformes según estén dentro o fuera del tronco de cono calculado en cada posición.

El flujo de la segunda zona, la difusión de gases calientes, se toma como una corriente unidireccional (en el sentido de la ventilación) que ha alcanzado la velocidad de régimen impuesta por los ventiladores. Posteriormente se resuelve la ecuación de la energía despreciando la disipación viscosa y la difusión en la dirección de avance del viento frente a la variación convectiva en dicha dirección. La difusión presenta una forma parabólica con condiciones de contorno en techo, paredes, suelo y en la sección perpendicular a la dirección longitudinal del túnel situada en donde impacta el penacho con el techo. En esta última condición se necesita conocer cuanto vale el área inicial ocupada por los gases calientes. Para ello se aplica la condición de conservación de la energía con los datos obtenidos una vez resulto la zona del penacho. De esta forma la primera sección de cálculo en esta zona se encuentra dividida en dos: una pegada al techo de área calculada y temperatura uniforme igual a la media de la última sección del penacho, y otra junto al suelo con el resto del área y temperatura igual a la temperatura ambiente.

41

4.8.4 MODELOS MONODIMENSIONALES

Estos modelos mantienen un nivel de simplicidad que permite su uso para el análisis general del fenómeno así como una interpretación de éste en términos de variables macroscópicas controlables y utilizables incluso en términos de dimensionamiento. El bajo costo operacional de este modelo permite realizar multitud de estudios. Además sus resultados pueden ser utilizados para imponer condiciones de contorno en modelaciones más complejas. Este método supone que toda la sección transversal se encuentra en las mismas condiciones, lo que es claramente irreal en las proximidades del foco donde los gases calientes por flotación tienden a situarse bajo la bóveda o el falso techo del túnel permitiendo una zona con aire respirable a la altura de las personas si se consigue mantener la estratificación. En este sentido cabe considerar que los resultados serán conservadores. Por otra parte, al perder los detalles en la sección transversal no se observan ciertos fenómenos como por ejemplo las recirculaciones de la capa caliente. Una de las ventajas de este modelo es que permite acoplarlo fácilmente con el comportamiento del tráfico.

4.9 EJEMPLOS DE MODELOS EN RÉGIMEN TRANSITORIO: SIMULACIONES EN TÚNEL SAN CRISTÓBAL

En el túnel del cerro San Cristóbal, se hicieron 2 simulaciones basadas en modelos numéricos en régimen permanente:

• Modelo Unidireccional para simular incendio El programa utilizado fue el llamado Camatt y el objetivo, fue el corroborar el funcionamiento de los sistemas de ventiladores, dimensionados para la extinción de un incendio de magnitud 30 MW. Para ello, el incendio se situó a 135 metros del portal de entrada del túnel, con nula ventilación inicial (sólo después de transcurridos 5 minutos de la detección del incendio, los ventiladores alcanzan su capacidad máxima). Algunos de los resultados del estudio, se expresan a continuación: - De la ilustración 18, se deduce que una vez alcanzada la máxima capacidad por los ventiladores, la velocidad del aire se reduce relativamente con el aumento de la potencia del incendio, aunque en ningún instante baja de los 3 m/s. Esto permite que no se produzca backlayering y que las personas que se encuentren aguas arriba del túnel, estén a salvo.

Ilustración 18: Perfil de velocidades del aire en el túnel C2

42

- En la ilustración 19, se muestra claramente que la temperatura a los pocos minutos de declarado el incendio, al no tener la ventilación activada, se eleva considerablemente, lo que conlleva la destrucción de un par de ventiladores. Sin embargo, con el encendido de la ventilación a pleno rendimiento, las temperaturas en el túnel se reducen muy significativamente, como muestran las otras curvas. Con esto se consigue que los posibles pasajeros que se encuentren por detrás del incendio estén en un ambiente libre de humos, con una temperatura próxima a la del aire y que, como se ha indicado anteriormente, con la reducción de la temperatura de los humos se evita que los ventiladores tengan que soportar condiciones extremas, de manera que se evita su destrucción o fallo.

Ilustración 19: Perfil de temperaturas del aire en el túnel C2

• Modelo tridimensional para simular incendio El programa utilizado fue el CFD Solvent, y destaca lo siguiente: - Al momento inicial del incendio, se produce backlayering, al no estar funcionando plenamente la ventilación del túnel.

Ilustración 20: Interacción entre temperatura, concentración de humos y usuarios a los 20 s tras el inicio del incendio.

43

- Pasado un minuto de ocurrido el incendio, el humo aún muy caliente, transcurre por la parte más alta del túnel en dirección a la boca de extracción. A su vez, la temperatura permanece intacta bajo los dos metros, por lo que las personas pueden evacuar aún sin problemas el túnel.


Ilustración 22: Contornos de temperaturas (Cº) y de concentración de humos (Kg. humo/Kg. mezcla). Instante t=80 s. Sección a 125 m aguas arriba del incendio.

- A los 2 minutos y medio, el backlayering se ha controlado totalmente.

44


- Transcurridos 3 minutos y medio de ocurrido el incendio, el humo comienza a enfriarse y por ende, a descender, aunque aún dejando una altura suficientemente libre de contaminantes, para la evacuación de las restantes personas involucradas.


45

Ilustración 25: Contornos de temperaturas (Cº) y de concentración de humos(Kg. Humo/Kg. Mezcla). Instante t = 200 s. Sección a 200 m aguas arriba del incendio.

• Modelo tridimensional para simulación de la evacuación

Mediante la utilización del programa STEPS, se definió la carga ocupacional, los parámetros de evacuación y se confeccionó un modelo tridimensional preciso del lugar en que se pretende simular la evacuación. Para ello se eligió el escenario más desfavorable en donde se podría producir un incendio (aquel donde la distancia a recorrer por los usuarios que pudiesen verse afectados por los humos se maximiza).

Ilustración 26: Esquema del escenario de cálculo.

De los resultados arrojados por esta simulación, la evacuación se completa en 4 minutos y 9 segundos, como se ve en la ilustración 27.

46

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0:0

00:1

00:2

00:3

00:4

00:5

01:0

01:1

01:2

01:3

01:4

01:5

02:0

02:1

02:2

02:3

02:4

02:5

03:0

03:1

03:2

03:3

03:4

03:5

04:0

0

Nº P

ers

on

as

Personas en el modelo Ilustración 27: Escenario de evacuación por galerías aledañas.

4.10 INCENDIOS OCURRIDOS EN TÚNELES A NIVEL MUNDIAL

4.10.1 ESTADÍSTICAS DISPONIBLES A grandes rasgos, los incendios en túneles pueden ser considerados sucesos poco frecuentes. En ninguno de los datos estadísticos disponibles se supera la media de 25 incendios por cada 108 veh-km. Las estadísticas muestran que los incendios en túneles urbanos son más numerosos que en otros túneles. Estadísticamente los tramos en túnel de una carretera ofrecen menos siniestralidad que los de cielo abierto. Según las estadísticas austriacas de carreteras de 1999, existen las siguientes probabilidades: •1 accidente por cada 1,1 millones de vehículos por kilómetro en carreteras principales. •1 accidente por cada 3 millones de vehículos por kilómetro en túneles bidireccionales. •1 accidente por cada 6 millones de vehículos por kilómetro en túneles unidireccionales. Además de la baja siniestralidad, tampoco hay que olvidar que los kilómetros totales de túneles son una ínfima parte con relación al kilometraje total de una carretera. Con estos datos, se puede afirmar que los túneles bidireccionales y unidireccionales son 3 y 6 veces más seguros respectivamente que un tramo de carretera principal a cielo abierto de igual longitud. El 34 % de las víctimas catalogadas de incendios en túneles desde 1949 hasta el 2000 han ocurrido en vías unidireccionales y el 62 % en bidireccionales, mientras que en el 4 % restante no se tiene datos suficientes. La probabilidad de fallecer en un accidente de tráfico en un túnel con un único tubo es un 48% superior a la de un túnel con dos tubos. La gravedad del accidente se deriva de la colisión frontal. De los incendios en túneles carreteros ocurridos desde mediados del siglo pasado a la fecha, en el 91,6% de los casos, han estado involucrados vehículos pesados, causando el 97% de las víctimas fatales.

47

Las causas más comunes del inicio de incendios, han sido choques y recalentamiento de los motores de los propios camiones. Las estadísticas disponibles son complejas de analizar pues la casuística es amplia, así por ejemplo:

• El peso máximo autorizado para los vehículos pesados es de 28 toneladas en Suiza y de 50 toneladas en los Países Bajos.

• En los datos aportados por los túneles de Francia y el túnel Bajo el Elba (en Hamburgo,

Alemania) se cuenta como incendio en el momento en que el fuego es detectado. En Suiza se considera que es cuando interviene la brigada de incendios.

• En algunos túneles el paso de algunas mercancías peligrosas está prohibido. En otros se obliga al

cumplimiento de ciertas restricciones. En otros no existe limitación alguna. Las consecuencias dramáticas, repercusión pública en los medios de comunicación y la inquietud y sensación de inseguridad consiguientes, hacen que no se pueda soslayar el problema únicamente acudiendo a estas estadísticas.

48

4.10.2 RESEÑA HISTÓRICA

Tabla 6: Incendios ocurridos en túneles carreteros.

49

4.10.3 INCENDIOS MÁS IMPORTANTES DE LOS ÚLTIMOS TIEMPOS

A continuación, se describen los dos incendios carreteros más importantes (en cuanto a número de muertos y heridos) que afectaron al viejo continente en los últimos años:

4.10.3.1 INCENDIO EN EL TÚNEL DE TAUERN (El 29 de Mayo de 1999) Con motivo de unas obras de mantenimiento (reparación y pintura) en un tramo del túnel de unos 500 m, en las proximidades de la boca Norte, se habían instalado unos semáforos en dicha boca para controlar el tráfico en sentido Norte-Sur. Dentro del túnel, a 600 m de esa boca, se habían colocado otros semáforos para el tráfico Sur-Norte. A las 4 horas con 50 minutos, suena la alarma de incendios en el Centro de Control del túnel, situado a 15 km. Al Sur. El semáforo en el interior del túnel estaba rojo y había una fila de cinco vehículos parados, formada por un camión cargado con spray de pintura y otras mercancías peligrosas, al que le seguían cuatro vehículos ligeros. Un segundo camión alcanza la fila a excesiva velocidad y choca por detrás de esa fila. Del brutal choque empotró a dos de los vehículos ligeros bajo el camión parado y a los otros dos contra los hastíales del túnel. Los dos camiones quedaron en contacto. Los ocupantes de tres de los cuatro vehículos ligeros (ocho personas) murieron en el acto. Los dos ocupantes del tercer vehículo ligero consiguieron escapar con heridas menores. De forma inmediata se produce el fuego, ardiendo los depósitos de combustible de los vehículos y estallando los botes de pintura. El Centro de Control reaccionó según el plan previsto: - Se avisó a la Policía, Bomberos y Equipos Sanitarios. - Se cambió la ventilación de manera automática al caso de incendio en el cantón 4º, el correspondiente a la boca Norte. No se insufló aire. Se extrajeron 230 m3/s de humos por el conducto superior del túnel. Esa actuación permitió disponer de una estratificación de los humos (que discurrían por la bóveda del túnel) durante 10 a 15 minutos, lo que posibilitó el escape a pie o en sus propios vehículos de otras personas que había en el túnel. Transcurrido dicho tiempo, la sección del túnel se llenó de humos. Pero hubo más víctimas. Dos belgas permanecieron en sus vehículos. Un conductor de un camión griego volvió a su vehículo a recoger algunos documentos y después se encerró en el vehículo de los belgas. Un conductor de un camión alemán murió asfixiado mientras huía a unos 800 m del punto del fuego. Tres conductores de camión se introdujeron en un refugio del túnel y llamaron al Centro de Control, siendo rescatados por los Bomberos a las 5 horas con 40 minutos. Ardieron 16 camiones (uno de ellos llevaba 50 vacas preñadas, que fallecieron) y 24 vehículos ligeros. En total hubo 12 fallecidos y 49 heridos por ligeras quemaduras o problemas pulmonares.

50

4.10.3.2 INCENDIO EN EL TÚNEL DEL MONT-BLANC (El 24 de Marzo de 1999)

El grave accidente que hubo el miércoles 24 de marzo de 1999 en el túnel del Mont- Blanc, tuvo su origen en el incendio de un camión cargado con varias toneladas de margarina (9 toneladas) y harina (12 toneladas), así como con unos 550 litros de gasolina que llevaba en el depósito del combustible. Hubo 39 víctimas (38 usuarios y 1 bombero). El incendio se inició en un vehículo pesado que se detuvo cerca de la mitad del túnel, propagándose el fuego a otros 34 vehículos, siendo extinguido después de 53 horas. De los 11,600 km que tiene el túnel, las dos terceras partes están en Francia, 7,640 km, y una tercera parte en Italia, 3,960 km. A los efectos del control del túnel, cada país operaba en la mitad del túnel, es decir, 5,800 km, y cada uno tenía su propia entidad explotadora: en Francia la A.T.M.B (autoridad del túnel del Mont –Blanc) y en Italia la S.I.T.M.B (sociedad italiana del tráfico del Mont- Blanc). El camión que inicia el fuego para en el peaje del lado Francés, entra en el túnel y se detiene, ya incendiado en el “anchurón” número 21 (de los 36 existentes, numerados en sentido Francia-Italia), situado a 6,300 km desde la boca Francesa. Debido a que ese sobreancho se encuentra a la izquierda, el camión se detiene en su carril, interrumpiendo el paso por el mismo. El conductor del camión no hace uso de extintor alguno (ni el suyo, ni de los del túnel), y escapa hacia la boca de Italia, pues una ligera corriente de aire empuja los humos hacia el lado de Francia. En los 9 minutos que transcurren desde que se para el camión incendiado hasta que se cierra el túnel entran en el mismo, por el lado de Francia, 1 moto, 9 vehículos ligeros, 1 furgoneta y 18 vehículos pesados. De esos 29 vehículos, 4 camiones pasan al otro incendiado. De los ocupantes de los otros 25 vehículos no hubo supervivientes. En ese tiempo, por el lado de Italia entraron algunos vehículos ligeros que rebasaron al camión incendiado. Otros vehículos ligeros y 8 camiones se detuvieron en el “anchurón” número 22 pues vieron humo más adelante. Los vehículos ligeros pudieron dar la vuelta y salir por la boca que habían entrado. Algunos conductores de esos camiones fueron sacados del túnel más tarde. Teniendo en cuenta que la zona del siniestro se produjo entre los P.K. 5,946 y P.K. 7,126 (tomando como origen la boca del lado francés), todos los vehículos incendiados (y las víctimas) se detuvieron en territorio de Francia (el tramo de túnel de ese país va desde el P.K. 0,000 al P.K. 7,640), pero en el semitúnel operado por Italia. A los 11 minutos de haberse detectado el fuego entra en el túnel desde el lado de Francia un vehículo contra incendios con 4 hombres y 1 bombero y 2 minutos después, por la misma boca, lo hace un vehículo de rescate con 2 hombres. Los dos vehículos se ven bloqueados por el humo en los P.K. 5,400 y P.K. 5,100 respectivamente. Los ocupantes reciben instrucciones del centro de Control para que permanezcan en el “refugio” situado en el “anchurón” número 17. Los 7 hombres serían rescatados 7 horas más tarde. Alertados los Bomberos de Chamonix acceden al túnel en un vehículo pesado contra incendios. Sólo 4 de los 6 bomberos estaban completamente equipados ya que era lo habitual en otros incendios: el jefe del grupo y el conductor no entran en la zona de humos y cada par de los otros miembros entran por turno. Las consecuencias de esto resultó catastrófica: el vehículo se vio atrapado por un denso humo a 3,700 km de la entrada. Después de varios intentos de dar la vuelta para salir, el equipo trató de ponerse a salvo en el refugio del anchurón 12, pero no estaba presurizado. Permanecieron 5 horas hasta poder ser rescatados, falleciendo el jefe del grupo poco después de haber logrado salir. Un segundo vehículo procedente de Chamonix entra en el túnel con el propósito de rescatar al anterior. Del mismo modo se ve atrapado por el humo después de haber recorrido sólo 1,500 km. El personal hubo de buscar cobijo en el refugio del anchurón número 5.

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Hubo un total de 38 víctimas usuarios de vehículos (11 personas murieron fuera de sus vehículos, 27 dentro de ellos) y 1 bombero. Las pérdidas fueron de cientos de millones de euros. Como conclusiones, destaca la gran descoordinación que hubo al momento de actuar entre ambos países, decisiones erróneas y un mal diseño de protección del túnel, al sólo contar con refugios sin una respectiva conexión a vías de evacuación independientes. Es por ello que actualmente se han construido conexiones desde los nichos de refugio hacia dos galerías de emergencia, con salida al exterior por las bocas.

4.11 INCENDIOS EN TÚNELES CHILENOS

Las condiciones de seguridad presentes en algunos de los túneles de la red vial nacional dejan mucho que desear. Su mejora se hace imprescindible pues la geografía accidentada de nuestro país hace que para efectos del desarrollo (en muchos ámbitos) del mismo, se construyan túneles que permitan un adecuado y eficiente transito vehicular. A la larga nómina de incendios en túneles a nivel mundial mencionado con anterioridad Chile se suma. El incendio ocurrido en el túnel Chacabuco, dada su magnitud y daños estructurales, es el único incendio de importancia del que se tiene registro en el país. En el siguiente apartado se explica en detalles dicho evento.

4.11.1 INCENDIO EN TÚNEL CHACABUCO

El 21 de Octubre de 1995, cercano a las 9:00 AM, un bus que circulaba en sentido de Sur a Norte, comienza a incendiarse en la parte central del interior del túnel. El personal de emergencia, a través de extintores, trató inútilmente de apagarlo, ya que se generó una gran inflamación, obligando a una rápida e inmediata evacuación del lugar. Así comenzó una rápida expansión del siniestro, el que penetró por los nichos, originándose fuego entre la bóveda y la roca del túnel, que al estar recubierta por estructuras de madera, aumentó más aún la magnitud del incendio. El día 26 de octubre, el equipo de emergencia encargado, inyecta una carga de 1000 litros de polvo químico ABC a través de perforaciones en la bóveda. Al no haber eficientes resultados, el día 27 de octubre, se efectúan otras dos cargas de 12000 litros cada una, las que contenían hidrocarburos AFFF de baja expansión, produciendo una película de espuma. El humo siguió saliendo por los 6 boquetes abiertos en la bóveda, cuyas dimensiones eran de 1.7x1.8 m, con excepción de uno mayor. Por otro lado, las temperaturas estimadas al día del inicio del incendio, alcanzaban los 800ºC en rocas y cerchas, mientras que en la bóveda de hormigón fluctuaba por sobre 250ºC. El día 28 de Octubre se inyectan otras dos cargas similares a las anteriores. Las temperaturas persisten altas y se comienza a dar una explosión del hormigón y a quebrajarse la roca. El fuego se ha restringido a un tramo de 70 m. El día 29 de octubre, se realizan 5 cargas más con 30000 litros de agua de similar composición.

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El día 30 de octubre, se inyectan otras 3 cargas, más una cuarta con floroprotein (material apto para consumir el fuego). El mismo día, se decide abrir la bóveda en forma de anillo antes y después de la zona amagada para inyectar hormigón liviano con material especial. El 31 de octubre se llevaron a cabo 4 cargas de 24000 litros de agua con floroprotein, una carga de 6000 litros de agua con material Tipo A (Ansul) y 4 cargas de 6000 litros con Silv-ex Calse A. Además, se ensanchan los boquetes, cortando fierros y extrayendo material quemado. El 1 de Noviembre se realizaron 11 cargas con Silv-ex. El día 2 de Noviembre se realizan otras 8 cargas similares a las anteriores, comenzando con los trabajos en la bóveda al otro lado del incendio. Al atardecer, se inicia el proceso de shotcretear en ambos costados con cerchas descubiertas, labor que se extiende hasta el día siguiente. El día 4 de Noviembre se detectan varios focos de incendio, los que son atacados con cargas-bomba. El los siguientes días, se prosiguen los trabajos del anillo cortafuego en la bóveda de hormigón, no detectándose un reactivamiento del fuego.

4.11.2 OTROS INCENDIOS

En los túneles de la autopista Costanera Norte también han ocurridos accidentes graves, que han finalizado en incendios; pero a diferencia de lo ocurrido con el túnel Chacabuco, las medidas de seguridad y protección contra incendios con las que cuenta la autopista, son de primer nivel, amagando de forma inmediata el foco de incendio y no provocando efectos mayores en la estructura. Esto demuestra, que un buen sistema de seguridad al interior de los túneles hace la diferencia; y dada las malas condiciones de seguridad que ofrecen algunos de los túneles nacionales, junto al notable incremento que tendrá la construcción de túneles, en un país montañoso que los demanda para su desarrollo, hace que tome relevancia las medidas de protección con las que cuenten a la hora de enfrentar un siniestro en su interior,

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CAPÍTULO 5: MEDIDAS DE SEGURIDAD Y PROTECCIÓN EN TÚNELES CONTRA

INCENDIOS


En este capítulo, se estudia el riesgo que implica transitar por túneles y se enumeran las medidas de protección que se deben tomar en los túneles para prevenir y/o apalear los efectos de un posible incendio sobre las personas y en la propia infraestructura. Además se describen los sistemas de seguridad, efectividad de los mismos y la tecnología de punta implementada actualmente en los países más desarrollados; junto con una descripción de los ensayos más comunes usados para analizar incendios en túneles. Finalmente, se mencionan organizaciones y normativas europeas relacionadas con la materia.

5.2 RIESGOS DE LOS TÚNELES

5.2.1 FACTORES

Los túneles son infraestructuras que configuran un medio psicológicamente hostil para los conductores por varios motivos: * Cambio de las condiciones ambientales y físicas en la entrada y salida del túnel, (sección, luz, aire…). * Espacio limitado a la sección transversal. * Efectos psicológicos que pueden incidir sobre el conductor: claustrofobia, etc. * Mayor repercusión que a cielo abierto, de cualquier avería, accidente, o incendio.

5.2.2 EVALUACIÓN DEL RIESGO

El estudio del riesgo en túneles exige un conocimiento previo del sistema y agentes que participan en el mismo, ya que su complejidad, en naturaleza y disposición condicionará los distintos métodos y modelos que permitan obtener resultados que se ajusten a la realidad. Los distintos elementos y sus relaciones presentes en túneles en explotación quedan sintetizados en la ilustración 28.

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Ilustración 28: agentes que participan de la seguridad en túneles carreteros

La evaluación del riesgo ligado al transporte por carretera y en particular a lo largo de un tramo que discurra por túnel, puede ser abordada siguiendo de forma metodológica seis pasos: definición del sistema, identificación de posibles accidentes y/o incidentes, análisis de consecuencias y probabilidad de ocurrencia, presentación del riesgo y evaluación del mismo. Los aspectos tratados en cada una de las etapas se exponen de forma esquemática en la ilustración 29. En relación con la primera etapa, de identificación y caracterización del sistema, es una obligación que recae sobre el titular de la infraestructura y normalmente no reviste una complejidad importante existiendo hoy aplicaciones basadas en Sistemas de Información Geográfica (SIG), que facilitan la gestión y actualización de todos los datos que pueden ser de interés para el gestor del túnel. Existen multitud de técnicas que permiten la identificación y cuantificación de posibles accidentes e incidentes, tal y como puede verse en la Tabla 7. Mediante Checklist se evalúan equipamientos, materiales o procedimientos. Los resultados facilitan e identifican áreas que requieren un estudio más detallado. Los resultados que se obtienen son a nivel cualitativo, normalmente vinculados a los procedimientos estándar. Los métodos “What if Analysis” se basan en la determinación e identificación de las consecuencias derivadas de un posible incidente o funcionamiento defectuoso del sistema.

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El método HAZOP es uno de las más desarrollados y estructurados para la tratamiento de posibles peligros vinculados a infraestructuras del transporte. Trata de identificar todas las desviaciones que se puedan producir del funcionamiento correcto del sistema. Posteriormente, mediante reuniones en donde, mediante el método de tormentas de ideas (del inglés brain storming), se identifican junto a las desviaciones, las causas y las consecuencias, concluyéndose con la elaboración de una lista de palabras guía como documento de trabajo. Los resultados de la apliación del método es un listado cualitativo que incluye: • Identificación de peligros y problemas de explotación; • Cambios recomendados relativos al diseño y a los procedimientos de conservación y explotación con objeto de mejorar los estándares de seguridad; • Recomendaciones para la realización de nuevos estudios y seguimientos. El método FMECA es que se implementa mediante la ordenación de los datos relativos a los equipamientos de túnel, los distintos modos de fallo, y el establecimiento de un “ranking” relativo de los efectos de cada uno de los fallos posibles. El método FTA es un proceso deductivo de análisis que parte de la previa selección de un "suceso no deseado o evento que se pretende evitar", sea éste un accidente de gran magnitud (explosión, fuga, derrame, etc.) o sea un suceso de menor importancia (fallo de un sistema de cierre, etc.) para averiguar en ambos casos los orígenes de los mismos. La explotación de un árbol de fallos puede limitarse a un tratamiento "cualitativo" o acceder a un segundo nivel de análisis a través de la "cuantificación" cuando existen fuentes de datos relativas a las tasas de fallo de los distintos componentes. El método ETA, árbol de sucesos, es una sencilla técnica de análisis cualitativo y cuantitativo de riesgos que permite estudiar procesos secuenciales de hipotéticos accidentes a partir de sucesos iniciales indeseados, verificando así la efectividad de las medidas preventivas existentes.

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Ilustración 29: Principales pasos en la evaluación de riesgos en túneles

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Tabla 7: Métodos de identificación de riesgos

En cuanto a los métodos de análisis de riesgo existen dos grandes líneas de trabajo. La determinista y la probabilística. La primera de ellas considera las consecuencias y la severidad de las mismas en un determinado escenario, que normalmente es considerado el peor de los casos. Un método determinista consiste en un determinado número de modelos que son utilizados de forma integrada o por parejas. Los modelos usuales son: • Modelo de efectos físicos; • Modelos de daños; • Modelos de evacuación. Ejemplo de estos modelos desarrollados es el SIMULEX, que es una aplicación informática para simulación de escapes en túneles de carreteras. Otros ejemplos de modelos son el SOLVENT+TunnEVAC y el TNO-trainfire Model. Con un enfoque más general destaca el Método MCA (del inglés Maximun Credible Accident Analysis). Este método procede al cálculo de los mayores daños y efectos que un accidente puede producir en el túnel objeto del análisis. El accidente considerado en el caso de los túneles de carreteras se vincula al incidente de un transporte de mercancías peligrosas y/o inflamables analizando los efectos en términos de radiación, onda explosiva, intoxicación y fuego. Usando técnicas de modelación física de flujos, evaporación, etc., los efectos son concretan y definen. Finalmente se hace un análisis externo de los estándares de seguridad obteniéndose normalmente resultados conservadores. El problema de la aplicación de los métodos deterministas es que no consideran en ningún momento la frecuencia o probabilidad de ocurrencia de los accidentes y/o incidentes que se modelan, pudiendo estar trabajando en escenarios excesivamente conservadores. Es en este punto cuando se implementan y aplican los métodos probabilísticos, los cuales consideran por igual las consecuencias y la frecuencia de ocurrencia de los distintos escenarios. Esto aporta el valor añadido de considerar el nivel de riesgo para un rango de posibles escenarios analizando la efectividad de las medidas de seguridad implementadas así como los procedimientos de gestión. Igualmente son más adecuados cuando se trata de analizar la relación costo-beneficio, ya que permite la simulación del comportamiento del sistema frente a determinadas medidas de seguridad, las cuales pueden valorarse previamente en términos. Los modelos de análisis probabilístico se pueden estructurar en dos grandes partes: el estudio de probabilidades y las consecuencias. Para lograr articular de forma adecuada la primera pueden utilizarse diversas técnicas de cuantificación estadística. En el caso de las consecuencias se utilizan herramientas similares a las utilizadas para los modelos deterministas, además de incorporar análisis probabilisticos a nivel de detalles. Por consiguiente parece razonable la utilización combinada de ambos modelos, consiguiendo con el análisis de escenarios desde el punto de vista determinista mejorar la información

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sobre las consecuencias de casos específicos de accidentes y/o accidentes que por su gravedad y/o frecuencia de ocurrencia deben ser estudiados de forma adecuada.

5.3 PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS

5.3.1 ENFOQUE ESTRUCTURAL

La mayoría de los túneles actualmente están protegidos contra incendios por medidas de seguridad pasivas. Estos tipos de medidas contribuyen a la seguridad, pero pueden ser insuficientes durante fuegos mayores como los ocurridos en los túneles de Mont-Blanc, Tauern y Gotardo. Esto se debe al hecho de que a muy altas temperaturas, el derrame de combustible, el humo tóxico y otros peligros inherentes a fuegos se pueden desarrollar muy rápidamente en espacios confinados. En ciertas circunstancias, estos fenómenos pueden matar personas que estén a sólo unos cuantos metros alejadas de una vía de escape durante un incendio. Los primeros 10 a 15 minutos de un fuego en un túnel son cruciales para la protección de vidas humanas y para minimizar el daño material. En este contexto, los sistemas activos de lucha contra incendios, representan un progreso significativo y se pueden combinar exitosamente con la protección pasiva para aumentar los niveles de seguridad.

5.3.1.1 PROTECCIÓN PASIVA

Es aquel tipo de protección, cuya función específica no es la lucha contra el incendio de forma activa y directa. Este término cubre el uso de materiales de construcción que retardan la propagación del fuego y estructuras de seguridad como túneles especiales de escape, salidas de emergencia a un túnel cercano o a la superficie y refugios donde las personas se puedan resguardar.

5.3.1.1.1 DOTACIÓN DE ESPESOR ADICIONAL DE HORMIGÓN Este enfoque común parte de la aplicación de un espesor extra de hormigón, que actúa como capa sacrificable, impidiendo el derrumbamiento de un túnel que se incendia, debido a que mantiene su integridad estructural. Aunque el hormigón tiene una buena resistencia inherente al calor, comienza a deteriorarse a temperaturas superiores a los 380°C en periodos prolongados de tiempo. Por encima, de los 800°C, deja de poseer una resistencia a la compresión viable y se debilitará en mayor medida al enfriarse cuando se apague el fuego. El proceso de desgajamiento tiene lugar rápidamente en incendios de alta intensidad, cuando la presión aumenta en el hormigón, a medida que el agua hidratada se convierte en vapor. Cuando la presión en el hormigón es superior a su resistencia, comienza el proceso de desgajamiento. A modo de ejemplo, en el incendio del canal de la Mancha, en el área más afectada, tan sólo permanecieron 40mm de hormigón de los 450mm iniciales de espesor. Los posteriores informes del cuerpo de bomberos, pusieron de manifiesto que los equipos de extinción de incendios se vieron bombardeados por hormigón desgajado explosionado, que los escombros de hormigón bloquearon las vías de salida y que el hormigón caliente quemó las plantas de los pies de los bomberos.

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Ilustración 30: Área del túnel afectada por un incendio.

5.3.1.1.2 CAPA DE PROTECCIÓN AL REVESTIMIENTO DEL TÚNEL Dada la problemática enunciada en el apartado anterior, hoy en día, aplicar una capa de producto de protección al revestimiento del túnel, resulta una muy buena solución, en términos de características, mantenimiento, requisitos y debido a unos costos considerablemente reducidos en relación con el daño ocasionado en incendios de larga exposición. La capa de producto de protección pasiva contra incendios actúa limitando la temperatura del revestimiento de acero u hormigón, de modo que no se alcance la temperatura crítica de incendio. Una capa mantendrá un hormigón de resistencia normal (35 Newton) a temperaturas inferiores a 380°C durante el periodo establecido de exposición al fuego. Para hormigón de mayor resistencia, la temperatura crítica suele reducirse a temperaturas entre los 200°C y 250°C. Al decelerar el ritmo de aumento de la temperatura del hormigón, no tiene lugar una rápida acumulación de presión y se impide de este modo el proceso de desgajamiento. Puede preverse la protección para periodos prolongados de exposición al fuego. En túneles de calzada cortado y cubierto, y túneles de tubo sumergido, la aplicación de una capa de producto de protección contra incendios también impedirá que el refuerzo de acero supere la temperatura de 250°C, hecho que podría dar lugar a la progresiva pérdida de resistencia y al eventual desprendimiento del techo del túnel. Así, una dotación de espesor extra sacrificable, junto con una capa de protección al revestimiento, constituyen una efectiva protección pasiva para túneles.

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5.3.1.2 PROTECCIÓN ACTIVA

Es aquel tipo de protección que tiene como función específica la extinción del incendio, a través de la lucha directa contra el mismo. En la actualidad, existe un sistema de protección activa, que está siendo utilizado en los principales proyectos de túneles en Europa y utiliza agua nebulizada para combatir incendios. Esta tecnología, llamada HI-FOG consta de boquillas patentadas que descargan este tipo de agua a alta presión en secciones uniformes de 33 metros de longitud del túnel. A fin de cubrir una superficie de aproximadamente 100 metros alrededor del foco de incendio, tres secciones se activan simultáneamente. La niebla que se descarga (compuesta de millones de finas gotas) es una manera muy efectiva de usar el agua para combatir incendios, absorbiendo rápidamente el calor (en especial por evaporación), proporcionando así un enfriamiento efectivo y reduciendo en gran medida la cantidad de humo. Esto contribuye a una evacuación segura de la gente y a salvar vidas durante las primeras fases críticas de un incendio. Asimismo permite ganar tiempo mientras se espera la llegada de los servicios de emergencias, conteniendo y controlando totalmente el incendio e incluso extinguiéndolo.

Ilustración 31: Boquillas utilizadas en tecnología HI-FOG

La distribución de las boquillas utilizadas en esta tecnología, se muestra en la siguiente ilustración:

Ilustración 32: Distribución sistema de agua nebulizada

Además, el sistema puede utilizar una combinación de boquillas HI-FOG (agua nebulizada) con Sprinkler (rociadores convencionales). En la siguiente ilustración, se detalla la distribución adecuada a seguir:

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Ilustración 33: Distribución sistema mixto

En más de 5.000 pruebas efectuadas en el transcurso de más de una década y en condiciones operacionales, el agua nebulizada generada por la tecnología HI-FOG ha probado ser extremadamente efectiva en la extinción de incendios. Si se compara por ejemplo con un sistema de rociadores convencional, la tecnología HI-FOG utiliza diez veces menos agua, y de esta manera incrementa la capacidad del sistema para combatir incendios grandes, al mismo tiempo que reduce al mínimo los riesgos de propagación del fuego. UPTUN y SOLIT son los proyectos más importantes realizados en Europa, en torno a la materia, haciendo ensayos reales acerca de la efectividad de la protección activa ante la ocurrencia de fuego en túneles. En el programa de ensayos de incendios a escala real se mostró que el sistema desarrollado por la compañía alemana Fogtec, con su tecnología de agua nebulizada de alta presión, cumplía los objetivos básicos:

• Mejora de las condiciones de la propia evacuación de los usuarios haciéndola realmente posible. • Posibilitar y facilitar el trabajo efectivo de los servicios de emergencia. • Efectiva protección contra la propagación del fuego (calor radiante) a los vehículos próximos.

Así, la tecnología de agua nebulizada resultó ser la más efectiva ya que necesita una cantidad considerablemente menor de agua para contener el fuego eficientemente, consiguiendo los efectos anteriormente mencionados. Actualmente se ha protegido con esta tecnología varios túneles en Europa y sus sistemas ya están operativos. Estos sistemas aumentarán de forma significativa el nivel de seguridad en estos túneles. De lo anteriormente expuesto, se puede concluir que es imposible evitar un incendio en un túnel, pero se pueden minimizar sus dañinos efectos mediante el uso de sistemas pasivos y activos de protección contra incendios.

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5.3.2 ENFOQUE HUMANO

La protección contra incendios, puede entenderse como el conjunto de actividades que, combinando medios y comportamientos, sistemáticamente ordenados, constituyen el proceso que conduce a la seguridad contra incendios. El objetivo irrenunciable de la seguridad ante incendio es garantizar el mantenimiento de las condiciones de supervivencia para las personas implicadas en dicho incidente. En términos generales, la protección contra incendios, cuyo fin es alcanzar la seguridad, debe comprender siempre dos funciones o campos de actuación: • La prevención del incendio, cuya función específica es evitar que se produzca el accidente y su complementaria, que es la Previsión (predicción y planificación). • La respuesta al incendio (lucha contra el incendio o su control); cuya función específica es anular o aminorar los daños o pérdidas que el incendio puede producir y su complementaria, que es la Rehabilitación (rescate y recuperación de víctimas, recuperación de medios y servicios). A la vista de ello la responsabilidad queda claramente delimitada en dos secuencias temporales: antes de que se produzca el accidente, en una labor preventiva, y una vez producido, en una labor de coordinación de los equipos de intervención y de los equipos encargados de la restitución del servicio.

5.3.2.1 PREVENCIÓN

En cuanto a la primera de las misiones, la preventiva, Bomberos y las organizaciones encargadas de la protección del túnel deben de poner al alcance del organismo encargado de la construcción del túnel todos sus conocimientos, colaborando en el diseño de las medidas de seguridad de la infraestructura durante el proyecto y la ejecución de la obra. Es necesario analizar todos aquellos riesgos que puedan originar trastornos a las personas, al tráfico o a la infraestructura, debido a un incendio al interior del túnel. Por ello, es imprescindible actuar en las fases de proyecto y construcción en colaboración con el organismo encargado de la misma con objeto de fijar las medidas de protección pasiva que faciliten la explotación, evacuación en caso de accidente, etc. dada la dificultad de aplicar modificaciones en la infraestructura posteriormente a la fase de construcción tanto por motivos técnicos (dificultad en la ejecución), como económicos (costo de la obra) y sociales (cierre al tráfico de la vía). Por otro lado, una vez funcionando el túnel, los encargados de su explotación deben velar por la seguridad de los automovilistas que transcurren por él, creando las mejores condiciones para su tránsito e informando a los usuarios acerca de las instalaciones presentes y las maneras de actuar ante eventuales emergencias, en pos de prevenir accidentes con posibles consecuencias incendiarias al interior o en su defecto apalearlas. Finalmente, los mismos usuarios son los principales actores en la prevención: respetar las señalizaciones fijas y variables, mantener la distancia de seguridad con el vehículo precedente, no adelantar cuando hay un solo carril en cada sentido o no parar a no ser en caso de incendio, son algunas de las medidas que se deben tomar a la hora de cruzar un túnel.

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5.3.2.1.1 INNOVADOR MÉTODO PARA PREVENIR INCENDIOS EN TÚNELES

Además de lo expuesto en los apartados anteriores, existen otros potenciales problemas en los conductores al manejar dentro un túnel. Se trata del cansancio ocular, una condición que producen los túneles largos en los conductores y que, en definitiva, se hace insoportable, produciendo un pequeño ardor que conlleva a cerrar los ojos. Algo muy peligroso, si es que ocurre cuando se va al volante de un vehículo. Ante esto, científicos de una universidad china desarrollaron un sistema de gráficos que previene, justamente, esta fatiga ocular en los ojos y que puede desencadenar accidentes. El proyecto consiste en pintar la entrada y las paredes con figuras en formas de ola, además de una serie de flechas con colores luminosos, cuya intensidad va oscureciéndose hacia el centro del túnel para volver a aumentar en los extremos. Este sistema ganó el primer premio en un concurso nacional universitario sobre tecnología del transporte. Zeng Donghong, jefe del equipo de estudiantes de la universidad de Tongji, que creó el sistema, se basó en que casi todos los túneles de hoy son de un monótono color amarillento o grisáceo y eso, junto a la repentina desaparición de información alrededor del auto, puede cansar fácilmente a los conductores. Según su investigación, una vez en un túnel, más de la mitad de los conductores tienden a dejar de dirigir su atención en toda la carretera para concentrarse en sólo unos pocos metros por delante del vehículo, mientras la desaparición de información a su alrededor les impide juzgar adecuadamente aspectos como la velocidad. Además, planteó el mismo Donghong, cuanto más largo es un túnel, más fácil es que ocurran accidentes, sobre todo a partir de los tres metros de longitud. Los investigadores probaron una simulación de su proyecto por un computador con un centenar de conductores, y comprobaron que el 80 por ciento de ellos condujo de manera más segura y dijeron sentirse más cómodos al pasar por un túnel pintado que por uno sin el colorido de los diseños propuestos.

Ilustración 34: Paredes de túnel pintadas de acuerdo a proyecto

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5.3.2.2 COORDINACIÓN

Para conseguir apalear los efectos del humo, es de suma importancia el diseño de los sistemas de ventilación y de protección con los que cuente el túnel. Sin embargo, de mayor relevancia aun es la definición de la estrategia y pautas de actuación de dichos sistemas en caso de incendio. Recibe el nombre de Pauta de Actuación, la estrategia secuencial de operación sobre el sistema de ventilación que responde y resuelve una determinada situación de incendio. Para ello, la coordinación, ha de garantizarse mediante la elaboración de un Plan de Autoprotección que se integre en un Plan de Protección Civil del ámbito que corresponda (territorial y/o especial). Se deberá incluir documentación gráfica (planos), un directorio de comunicaciones y un catálogo de medios y recursos movilizables y si es necesario, un plan de transmisiones, un plan de evacuación y un plan informático. Este Plan de Autoprotección deberá estar en permanente revisión y ampliación, a ser posible desde la fase de proyecto de la infraestructura. Ante incendios en túneles, la primera medida consistirá en facilitar la evacuación de las personas más próximas al lugar del incendio a través de los itinerarios de evacuación existentes mediante el confinamiento de la nube de humos durante un tiempo suficiente, para proceder a continuación a la extracción o en su caso, al barrido del humo, y facilitar así las labores de extinción. Para ello, deberá actuarse sobre el sistema de ventilación partiendo de las condiciones de funcionamiento en el momento del incendio y conociendo datos tales como condiciones ambientales, dirección y densidad de tráfico, tipo de vehículos involucrados, magnitud y potencia del incendio, etc. Desde el punto de vista de la seguridad en caso de incendio, los objetivos a cumplir son los siguientes:

• Mantener controlada la nube de humos lo más lejos posible de los usuarios. Para conseguirlo debe mantenerse en la medida de lo posible la estratificación de la misma o expulsarla a gran velocidad si las personas situadas aguas abajo del incendio ya han sido evacuadas.

• Evitar la distribución de los humos a zonas próximas al túnel pero no implicadas en el incendio

(locales técnicos, otro tubo en túneles comunicados, galerías de escape, etc.)

• Ayudar en las tareas de salvamento a los equipos de rescate.

Para conllevar una exitosa evacuación, es necesario contar con un plan de emergencia, capaz de ejercer una buena coordinación entre los entes encargados de la seguridad en los túneles. Dada su importancia, se hace especial referencia en los dos apartados siguientes.

5.4 PLAN DE EMERGENCIA

Para facilitar la organización de la respuesta a los diferentes problemas que puedan plantearse, se distinguirán las siguientes situaciones:

• Situación 0

Incidencias que pueden ser resueltas por el personal de explotación y cuya resolución no haga necesario cortar el tráfico, ni se prevea la necesidad de medios ajeno al túnel. Se enmarcan en este apartado las operaciones de mantenimiento que afecten al tráfico, uso de postes SOS, accidentes sin daños personales, averías o detenciones en el interior del túnel, alerta por fenómenos meteorológicos, tráfico de mercancías peligrosas. En estos casos la dirección de las actuaciones le corresponde al responsable del Centro de Control.

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• Situación 1

Incidencias que pueden ser resueltas por el personal de explotación en las que se produzcan daños leves a las personas o instalaciones o aquéllas en las que sea necesario cortar el tráfico por el túnel por tiempo limitado. Se prevé la intervención de personal de mantenimiento del túnel y de miembros de la policía encargada del tráfico. En este apartado se clasifican los accidentes leves de tráfico, los fallos en las instalaciones que afecten al tráfico y sean subsanables en un corto espacio de tiempo, los cortes al tráfico en los accesos y las averías o accidentes leves que no sean vuelco en el transporte de mercancías peligrosas sin daño para la carga o el continente. La dirección de las actuaciones le corresponde al responsable del Centro de Control.

• Situación 2 Incidencias cuya resolución requiere la intervención de algún medio externo o bien cuando su resolución haga necesario realizar un corte prolongado del tráfico interior. Está prevista la intervención de personal de mantenimiento del túnel, de miembros de la policía encargada del tráfico y de otros organismos (bomberos, sanidad, etc.). Esta situación comprende los accidentes graves de tráfico, el vuelco o pérdida de carga de los vehículos pesados, la existencia de un foco de incendio aislado, los fallos complejos de las instalaciones cuya resolución pueda demorarse, el corte al tráfico en los accesos, los sabotajes y desórdenes públicos, los accidentes en el transporte de mercancías peligrosas con daño en el continente pero sin fuga o derrame del contenido. La dirección de las actuaciones le corresponde al Director de la Explotación.

• Situación 3

Incidencias cuya resolución requiere la intervención de todos los medios externos del Plan de Emergencia. Se prevé la intervención de personal de mantenimiento del túnel, de miembros de la policía encargada del tráfico y de otros organismos (bomberos, sanidad, etc.) coordinados por los servicios de Protección Civil. Comprende los accidentes de tráfico graves, los fallos o daños graves en la estructura o instalaciones del túnel, los incendios y explosiones en vehículos o instalaciones, las amenazas y atentados terroristas, los accidentes de mercancías peligrosas con fuga, derrame, incendio o explosión. La dirección de las actuaciones le corresponde al Director del Plan de Protección Civil

5.5 EVACUACIÓN

La evacuación es la medida de autoprotección que tiene como objetivo, en caso de que se produzca una incendio en el interior del túnel, el traslado de los ocupantes hasta un lugar seguro, como consecuencia de las altas temperaturas y del gran volumen de gases tóxicos que se generan en pocos minutos y que hacen el ambiente irrespirable, realizando dicho desplazamiento en unas condiciones adecuadas de seguridad.

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5.5.1 FACTORES TÉCNICOS QUE DETERMINAN LA EVACUACIÓN DE LOS TÚNELES

Para una correcta evacuación será necesario disponer de unas vías de evacuación seguras, que permitan la circulación de las personas hasta el exterior, y una planificación del desarrollo de la evacuación, que evite el descontrol y el pánico de las personas a evacuar. No existe ninguna Normativa Nacional de túneles que regule las condiciones de trazado y cálculo de las vías de evacuación. Esta situación confirma que los túneles no han sido considerados elementos, que por su vulnerabilidad frente a los riesgos, precisen una posible evacuación de sus ocupantes.

5.5.1.1 CONDICIONES DE LAS VÍAS DE EVACUACIÓN

Se entiende por vías de evacuación, al recorrido horizontal o vertical que debe seguirse desde cualquier punto del interior del túnel hasta la salida a un espacio exterior, con el objetivo de que los ocupantes del túnel, en caso de emergencia por incendio, puedan desplazarse hasta un lugar seguro, en condiciones adecuadas de seguridad. El logro de este objetivo implica determinar y definir de forma precisa:

• El lugar seguro al que se dirigirán los ocupantes del túnel a evacuar.

• Los elementos y recorridos de evacuación (aceras, pasarelas, salidas, galerías peatonales, túneles de servicio, etc) fijando sus condiciones de capacidad y seguridad.

• El Plan establecido para efectuar la evacuación.

A su vez, se entiende por lugar seguro, al espacio donde existe garantía de que no va a existir transferencia de los factores de riesgo que concurren en el escenario del siniestro (lugar donde hay seguridad de que no se va a propagar el incendio). Normalmente el espacio exterior. Dentro de los recorridos de evacuación hay que distinguir entre aquellas vías protegidas y las que no lo están. Vías de evacuación no protegidas Son aquellas que discurren por el interior del túnel (aceras, pasarelas, etc.) y no constituyen un recinto independiente del volumen del túnel. El dimensionado de las vías de evacuación no protegidas dependerá del máximo recorrido, dentro del túnel, que los usuarios son capaces de efectuar sin poner en peligro su vida antes de alcanzar la salida del mismo. El máximo recorrido, dentro del ámbito del túnel siniestrado, que los usuarios son capaces de efectuar es función de:

• La velocidad de marcha de las personas en presencia de los distintos parámetros que caracterizan la situación de emergencia (por ejemplo en caso de incendio, en presencia de humo, calor, y demás parámetros de fuego).

• El tiempo de respuesta empleado en adoptar la decisión de evacuación, función del sistema de

detección y gestión de emergencias que posea el túnel.

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La duración de las diferentes etapas que van desde la percepción o detección del siniestro hasta el inicio del proceso de evacuación es muy variable y depende de muchos factores:

• Punto origen del siniestro

• Tipo de siniestro, en caso de fuego

• Sistema de detección y alarma existentes

• Existencia o no de Planes de Autoprotección debidamente implantados. Así, se ha estimado que el tiempo límite en que los ocupantes de una zona siniestrada deben alcanzar la salida de la misma es de 2,5 minutos, y en función de este parámetro, se fijan los recorridos máximos de las vías de evacuación no protegidas. De lo anteriormente expuesto se deduce la importancia de limitar los recorridos de evacuación en el interior del túnel, siendo preciso disponer de vías de evacuación protegidas que permitan salir al exterior. Vías de evacuación protegidas Estas vías deben de constituir un compartimiento independiente respecto al trazado del túnel, con una resistencia al fuego suficiente para impedir el paso de los diferentes parámetros que caracterizan un incendio durante un periodo de tiempo determinado. Es decir sus elementos delimitadores han de presentar:

• Estabilidad al fuego: aptitud de un elemento de construcción de permanecer inalterado en su función mecánica bajo la acción del fuego, por un determinado periodo de tiempo.

• Estanqueidad al fuego: aptitud de un elemento de construcción de impedir el paso de las llamas o

gases calientes a través de él, por un determinado periodo de tiempo, lo que implica la no aparición de fisuras, orificios, grietas u otras aberturas en dicho elemento.

• No emisión de gases inflamables: cualidad propia de un elemento de construcción de no generar

ni emitir gases por su cara no expuesta al fuego, durante un determinado periodo de tiempo, siendo dichos gases inflamables procedentes de la pirólisis, combustión o descomposición del material que lo constituye.

• Resistencia térmica: propiedad de un material o elemento de construcción de dificultar la

transmisión de calor a través de él, durante un determinado periodo de tiempo, que evita que la temperatura en la cara no expuesta al fuego sufra un incremento con relación a la temperatura inicial a la aplicación del programa térmico, mayor de 180°C en cualquiera de sus puntos, ni la media se incremente en más de 140°C, ni en todo caso, se alcancen los 220°C.

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5.5.1.1.1 TIEMPO ANTES DEL COMIENZO DE LA EVACUACIÓN

Aquí se engloban junto con el tiempo necesario para detectar y alertar del comienzo del incendio, el tiempo que los usuarios del túnel emplean en reaccionar y abandonar los vehículos. El tiempo que se tarda en saber de la existencia del incendio y comunicar a los usuarios el suceso, es muy dependiente del sistema de control del túnel. Cuando este sistema existe, puede variar entre 2 y 5 minutos, mientras que es mucho mayor para los casos de túneles sin control. Más difícil aún es estimar el tiempo que se tarda en evacuar los vehículos, función sobre todo del medio de transporte de que se trate. En autos ese tiempo se reduce apreciablemente comparándolo con autobuses.

5.5.1.1.2 VELOCIDAD DE HUIDA

Hay mucha información acerca de la velocidad de escape en diferentes escenarios: edificios, estaciones de metro subterráneas, etc. Estos datos muestran que esta velocidad en condiciones libre de humo varía entre 1 y 2 m/s..

Ilustración 35: Velocidad de escape

En la ilustración 33, la velocidad de huida se muestra para ambientes con humo irritante y no irritante. Se puede observar como el aumento de coeficiente de extinción, o equivalentemente la visibilidad (vistos en el capítulo anterior), afecta en gran medida a la capacidad de movimiento de las personas atrapadas en un incendio. Este efecto se acentúa en gran medida cuando el humo es irritante. Con humo no irritante y coeficientes de extinción superiores a 1,2 m-1, visibilidad de 1,5 m para objetos reflectantes, la velocidad de escape es inferior a 0,3 m/s, la cual corresponde a una persona con los ojos vendados. Sin embargo con humo irritante esto ocurre para coeficientes de extinción de 0,5 m-1, visibilidad de 4 m también para objetos reflectantes. Es decir, se llega a una situación de ceguera virtual para una cantidad mucho menor de humos irritantes. No existen datos para velocidad de huida en túneles de carretera, pero una buena suposición es que se encuentra entre 0,5 y 1,5 m/s dependiendo, entre otras cosas, de la visibilidad, iluminación y diseño de las señales de salida.

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Por tanto, el tiempo total transcurrido desde que se produce el incendio hasta que aquellos que se encuentran en sus inmediaciones consiguen llegar a un sitio seguro puede variar entre 30 segundos y 5 minutos.

5.5.1.2 ADECUADA PLANIFICACIÓN DE LA EVACUACIÓN

La existencia de unas vías de evacuación correctamente dimensionadas no garantiza por sí solas el éxito de una evacuación. Para que la evacuación sea efectiva debe existir una planificación previa del proceso, atendiendo a las características específicas de estas infraestructuras del transporte en general y, a las particularidades de cada túnel en concreto. Características especificas de los túneles que inciden en la evacuación:

• La percepción que los conductores tienen en el uso de un túnel, dista mucho de imaginarse una situación de emergencia, con peatones circulando por él y en condiciones de visibilidad muy inferiores a las que se tienen en tramos de carretera a cielo abierto.

• La mayoría de los conductores desconocen la existencia de vías de evacuación en los túneles, por

no ser las mismas que se utilizan para el uso normal de la circulación, y carecer de una señalización capaz de fijar su percepción.

• En general no existe personal adscrito a la explotación del túnel que, en caso de emergencia, se

constituya en equipo de evacuación y dirija el proceso de evacuación. Esta situación de partida representa un gran obstáculo para el desarrollo de una evacuación eficaz, por ello dentro de la estrategia de seguridad de la explotación de los túneles se deben adoptar acciones encaminadas a fomentar la percepción de las vías de evacuación por diferentes medios, y de modo reiterativo, hasta crear un lenguaje de signos y de "autoprotección" como un valor asumido socialmente que genere conductas automáticas de respuesta frente a una situación de emergencia. Es un hecho que el lenguaje de signos utilizados en la carretera genera conductas concretas en los conductores, como consecuencia de los valores, de seguridad en unos casos y de información en otros, que transmiten y que han sido asumidos socialmente. Por tanto el punto de partida en la planificación de la evacuación es hacer explicitas de forma clara y reiterativa a los conductores las vías de evacuación mediante:

• La delimitación y señalización, de los recorridos peatonales que discurren en el mismo volumen del túnel, teniendo en cuenta que han de ser percibidos de forma clara y precisa por los conductores cuando circulan de modo habitual por los túneles.

• La señalización de las salidas de emergencia a vías de evacuación protegidas, con la misma

premisa de ser percibidas de forma clara y precisa por los conductores cuando circulan de modo habitual por los túneles.

• La preseñalización mediante una secuencia de carteles de aproximación con información sobre las

vías de evacuación del túnel.

• La distribución de pequeñas guías básicas de evacuación por todos los canales posibles, en los peajes de autopistas, en las estaciones de servicio, en la prensa, etc.

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• La realización de campañas de TV, divulgando los conceptos fundamentales sobre la evacuación

de los túneles.

• La realización de prácticas de evacuación en túneles, etc. Esta primera fase preventiva de planificación de la evacuación , garantizará una predisposición en los conductores que guiará sus actuaciones en las situaciones de emergencia, pero no cabe duda que la existencia de un equipo de evacuación adscrito a la explotación del túnel que dirija el proceso evitará posibles situaciones de duda o pánico que podrían poner en peligro la evacuación. Los primeros momentos en una situación de crisis, son decisivos, es por ello necesario que exista un personal perfectamente entrenado que diga en el momento que hay que iniciar la evacuación y transmita a los conductores instrucciones precisas que refuercen sus conductas y les impidan dudar. Estas órdenes e instrucciones, en muchos casos, no podrán ser dadas en el lugar, por lo que es necesario tener previsto el medio de transmisión (megafonía, emisora de radio, etc.) que garantice en todo momento la comunicación entre el personal de evacuación y los conductores. Finalmente la planificación de la evacuación debe garantizar, que en fase de emergencia, los conductores no pierdan la referencia de los caminos de evacuación, en tanto que son la pauta que guía su conducta, para ello:

• Las vías de evacuación deben disponer de iluminación de emergencia, con el suministro garantizado por duplicidad de la fuente de energía ya sea por doble acometida o mediante grupos electrógenos, que entre en funcionamiento en caso de fallo del alumbrado general.

• Los puntos de luz se situarán sobre los hastiales, a una altura aproximada de un metro sobre la

calzada o acera. Con ello se consigue iluminar la zona de tránsito de la evacuación y garantizar su visión en caso de la existencia de humo en el techo.

• La señalización de las vías de evacuación debe estar realizada con materiales fotoluminiscentes, es

decir aquellos que tras ser estimulados por una radiación ultravioleta, visible o infrarroja lucen sin ningún otro estímulo durante un periodo de tiempo determinado.

• La señalización será reiterativa en los recorridos de evacuación que discurren en el interior del

túnel, mediante señales puntuales y líneas guía pintadas en la acera o en la parte baja del hastial, que permitan resaltar los posibles obstáculos.

5.5.2 FACTORES HUMANOS QUE DETERMINAN LA EVACUACIÓN DE LOS TÚNELES

De lo expuesto con anterioridad, se deduce que el proceso de evacuación se sustenta sobre los medios técnicos que lo hacen posible. En este apartado, se profundizará sobre las capacidades humanas para desarrollar la actuación de respuesta adecuada, en complemento con los factores técnicos detallados en el apartado anterior.

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Las actuaciones de respuesta en caso de evacuación, se pueden dividir en dos grupos:

• La respuesta del personal que constituye los equipos de evacuación. El personal que constituye los equipos de evacuación debe tener una respuesta de liderazgo, de dirección.

• La respuesta de los conductores. Los conductores deben de tener respuestas automáticas, que neutralicen las actitudes de bloqueo que se producen en las situaciones de emergencia, por el exceso de información extraordinaria que se recibe de forma muy rápida y con connotaciones negativas para la supervivencia. En ambos casos solo será posible obtener las repuestas adecuadas mediante una formación basada en:

• El conocimiento de los medios y medidas de autoprotección

• La práctica sistemática de las acciones a desarrollar, mediante ejercicios y simulacros de evacuación, que potencian las respuestas automáticas.

5.5.3 CONDICIONES LÍMITES AL INTERIOR DEL TÚNEL PARA UNA EXITOSA EVACUACIÓN

Para que la evacuación resulte exitosa, el sistema del control de ventilación ante incendios juega un rol trascendental. Los objetivos, en orden de importancia, consisten en: • Salvar vidas haciendo posible la evacuación de los usuarios. • Permitir el rescate y las operaciones de lucha contra el incendio. • Evitar explosiones. • Limitar los daños a la estructura del túnel y su equipamiento y a las construcciones circundantes. De acuerdo a las regulaciones de cada país, los tipos de túnel (urbanos, bajo agua, de montaña, etc.) y su modo de operación, existen diferentes caminos para conseguir los objetivos anteriores. Es posible dar estimaciones de cuáles son las condiciones que se deben mantener para la evacuación y las operaciones de lucha contra el fuego. El tiempo de evacuación puede ser de varios minutos dependiendo de la distancia a las salidas y la velocidad de escape. Esta última puede ser del orden de 1,5 m/s pero puede verse reducida a 1 m/s, o incluso menos, por la presencia del humo (como se vio en los apartados anteriores)

5.5.3.1 TEMPERATURA

Para que la evacuación sea humanamente posible, la temperatura del aire al interior del túnel no puede ser superior a 80 ºC para poder ser tolerada, al menos, durante 15 minutos.

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5.5.3.2 RADIACIÓN

Cerca del incendio, la radiación procede del fuego en sí y de los humos calientes. Más lejos, únicamente la capa de humos origina calor a niveles peligrosos. Para permitir la huida de las personas atrapadas por el fuego en el interior del túnel, los niveles de radiación deben ser menores de aquellos que causan un daño severo sobre piel desnuda al estar aplicados durante varios minutos: el valor límite es aproximadamente entre 2 y 2,5 kW/m2. Los bomberos pueden normalmente soportar niveles de radiación de 5 kW/m2. El tiempo durante el que se encuentran trabajando no puede ser mayor de 30 minutos aún llevando equipos de respiración. Si lo que se quiere es que no se produzca la extensión del incendio a objetos circundantes a causa de la radiación, los niveles de radiación permitidos aumentan hasta los 20 kW/m2.

5.5.3.3 VISIBILIDAD

Una distancia de al menos 7 m es necesaria para escapar fácilmente en un ambiente con humo. La distancia debe aumentar a 15 m para leer las señales. Por consiguiente una distancia de visibilidad mínima de entre 7 y 15 m debe existir durante la evacuación y las operaciones de extinción.

5.5.3.4 CONCENTRACIÓN DE CONTAMINANTES

En muchos incendios en túneles se supone que, asegurando que se mantiene la visibilidad mínima, la concentración de contaminantes está bajo los límites tolerables para la evacuación. En el apartado 4.4.3 (capítulo anterior) se hace referencia a la toxicidad de los contaminantes.

5.5.3.5 DAÑOS EN EL TÚNEL

Se debe prevenir la caída del hormigón del túnel para permitir el escape y prevenir los daños a los usuarios y a los bomberos. Esto suele ocurrir pasados unos minutos, los suficientes para que escapen las personas atrapadas inicialmente, pero los desprendimientos pueden afectar a las personas que forman parte de los equipos contraincendios. Una temperatura superficial de entre 150 y 200 ºC puede causar este tipo de sucesos. En túneles sin revestimiento o con mampostería de piedra natural, este límite puede ser menor. Las especificaciones comúnmente usadas indican que el equipo pesado de las instalaciones debe aguantar entre 400 y 450 ºC durante el tiempo necesario para la extinción del incendio. En un túnel, esas temperaturas pueden producir unos niveles de radiación del orden de 5 kW/m2, lo cual es el máximo tolerable para una persona equipada con la ropa adecuada para la lucha contra el fuego.

5.6 ENSAYOS EN TÚNELES

Los ensayos in situ permiten evaluar de una forma más aproximada lo que será el funcionamiento del túnel, permitiendo, además, validar los resultados obtenidos por los modelos numéricos. Sin embargo, el alto precio que conllevan los ensayos a escala real de un túnel, así como la dificultad de realizarlos para todos los escenarios estudiados mediante los modelos numéricos, hace que ambas herramientas se complementen con el fin de entender el comportamiento del sistema de ventilación de un túnel.

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El objetivo de estos ensayos, es la verificación de la seguridad ante incendio, relativa al control de humos del túnel, mediante la realización de una prueba que permita validar las Pautas de Actuación ante incendio del sistema de ventilación. El hecho de realizar ensayos de incendio en túneles, bien sean túneles ya en servicio, o túneles de obra nueva, es una necesidad ineludible, ya que es la única manera de:

• Verificar de forma real las prestaciones del sistema de “Control de incendios” del túnel en las condiciones más próximas posibles a un incendio real; precisamente por ello el ensayo debe realizarse con humos calientes que se estratifiquen en el interior del túnel y tengan un comportamiento análogo al del incendio real, e incluso representen el peligroso efecto de difusión o “Back-layering”.

• Validar el diseño del sistema de ventilación y sus pautas de actuación en caso de incendio.

• Formar a los equipos de seguridad, extinción y rescate, tanto aquellos propios de la empresa

explotadora, como a protección civil y bomberos, en una emergencia realista de incendio en el túnel, detectando así necesidades, oportunidades y carencias.

• Mostrar a la sociedad una apuesta decidida por la seguridad de una infraestructura que despierta

una sensibilidad especial en los conductores, agravada por las catástrofes ocurridas en los últimos años a nivel mundial.

5.6.1 ENSAYO SIN HUMOS

La imagen predispuesta sobre los ensayos en túneles suele corresponderse a lo que se conoce como ensayos de fuego. En realidad, una gran parte de los ensayos realizados en un túnel no son más que verificaciones de todos los sistemas que en él existen. No sólo es preciso comprobar que cada equipo funciona correctamente sino que el conjunto de las instalaciones del túnel trabajan de la misma manera. Precisamente este tipo de ensayos suele revelar los defectos más trascendentes. La enorme complejidad de cada uno de los sistemas instalados se refleja en la ardua tarea de compatibilizarlos a todos. Además, este tipo de ensayos debe realizarse periódicamente para asegurar que las labores de mantenimiento no se centran únicamente en los equipos relacionados con el funcionamiento en servicio del túnel sino con las situaciones de emergencia. No hay que olvidar que los sistemas que sólo intervienen en caso de accidente no se utilizan habitualmente pero cuando se emplean suelen involucrar situaciones de riesgo de gran trascendencia por lo que hay que reducir la posibilidad de fallo. En los sistemas de ventilación longitudinal es necesario comprobar no sólo la correcta instalación de los equipos, sino que las exigencias de caudal previstas son alcanzadas en las situaciones más extremas. En los sistemas de ventilación semi o transversal las comprobaciones se multiplican. Es necesario verificar que los caudales de soplado y extracción se cumplen (las fugas por los conductos suelen ser elevadas reduciendo la capacidad del sistema), que las trampillas de extracción de humos se abren o cierran correctamente (de forma local o automática). Y por último que el sistema de control puede gestionar todos los sistemas en tiempo real incluso en caso de situaciones críticas con gran número de fallos en el sistema o de situaciones anómalas. En caso de que exista un sistema de ventilación auxiliar para otras dependencias o locales habrá que verificar la capacidad del sistema.

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Hay que tener en cuenta que en este tipo de sistemas existen dispositivos redundantes para situaciones de emergencia adicionales (ventiladores de reserva para averías de otros, sistemas automáticos de respuesta, etc).

5.6.2 ENSAYOS CON HUMOS

Existen dos tipos de ensayos:

• Ensayo de humo frío • Ensayo de humo caliente

5.6.2.1 ENSAYO DE HUMO FRÍO

Los ensayos con humos fríos, pretenden, mediante botes de humo abiertos a un cierto ritmo, reproducir el comportamiento de los gases y ver como evolucionan según la ventilación existente. Son empleados habitualmente para verificar la capacidad global de extracción del sistema de ventilación. Para realizar el ensayo se disponen bandejas con botes de humo frío que mediante un sistema de apertura controlada producen una cantidad predeterminada. Se puede así estudiar el comportamiento de la nube de humos en función de la actuación que se realice sobre el sistema de ventilación. Sin embargo, la gran desventaja de este tipo de ensayos es que no se refleja el comportamiento real de los humos de un incendio en los que la flotabilidad del gas crea una estratificación sobre el aire limpio si las condiciones de ventilación son favorables. Por ello se realizan ensayos de humos calientes.

5.6.2.2 ENSAYO DE HUMO CALIENTE

Si los ensayos de humos fríos son difíciles de realizar e interpretar los de humos calientes requieren una preparación excepcional. Los objetivos fijados para el ensayo de fuego son los que determinan la dificultad existente y la inversión necesaria. Entre ellos la determinación, para el túnel ensayado, de la capacidad del sistema de ventilación ante la situación de accidente con fuego y la validación de los métodos numéricos empleados. Sin embargo, una vez que se ha finalizado una construcción de semejante envergadura el ensayo de incendio suele ceñirse a un escenario definido con unas condiciones concretas. Para llevarlo a cabo se protege la estructura frente al fuego, se colocan sensores de temperatura, CO, opacidad y velocidad del aire e incluso cámaras de video para registrar el ensayo y facilitar el posterior análisis de los resultados. Otro objetivo es la comprobación de los planes de emergencia, la coordinación de los servicios de rescate y la concienciación de las autoridades implicadas en la seguridad del túnel. A otro nivel se encuentran los ensayos de incendio en túneles cuyo objetivo es fijar recomendaciones de carácter nacional o internacional o estudiar de una forma general el problema. Este tipo de ensayos suelen requerir importantísimas inversiones a nivel internacional. Los dos ensayos más importantes de este tipo que se han realizado en el mundo corresponden al proyecto EUREKA EU499 realizado en Europa y el proyecto del Memorial Tunnel en los Estados Unidos.

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5.6.2.2.1 PROYECTO EUREKA (EU 499)

El proyecto EU 499 de investigación de incendios en túneles se llevó a cabo con la colaboración de Alemania, Francia, Austria, Gran Bretaña, Suiza, Suecia, Noruega e Italia entre los años 1990 y 1992 con los siguientes objetivos:

• Estudio del fenómeno local del incendio: evolución espacial y temporal de temperaturas, tasa de combustión, energía liberada e influencia de la ventilación en la evolución del fuego.

• Posibilidades de escape, rescate y extinción: Iluminación de emergencia, funcionamiento de

sistemas de detección y alarma, vías de escape, tiempo de evacuación máximo, etc.

• Influencia de la estructura en el fuego: resistencia de los materiales, calentamiento de la estructura, etc.

• Re-utilización de la estructura: daños, posibilidades y tiempos de reparación.

• Validación de métodos numéricos.

Para su elaboración se realizaron ensayos en túneles distintos en Alemania, Finlandia y Noruega y en laboratorios de Alemania.

5.6.2.2.2 PROYECTO MEMORIAL TUNNEL

El proyecto de ensayo de ventilación de túneles en caso de fuego del Memorial Tunnel fue llevado a cabo a partir de 1993 en un túnel abandonado en West Virginia. Para el ensayo se realizó una exhaustiva monitorización del túnel, así como la reparación de instalaciones de ventilación preparadas para poder realizar ensayos con fuego con los siguientes sistemas de ventilación:

• Transversal • Semitransversal • Transversal con un pozo de extracción • transversal con trampillas de extracción • Natural • Longitudinal con aceleradores de chorro.

5.6.3 ENSAYOS CON HUMOS REALIZADO EN TÙNELES NACIONALES

5.6.3.1 ENSAYO EN TÙNEL DE AUTOPISTA COSTANERA NORTE

Por requerimientos del Ministerio de Obras Públicas (MOP) del Gobierno de Chile, la Empresa Concesionaria Costanera Norte solicitó al Centro de Investigación, Desarrollo e Innovación de Estructuras y Materiales, IDIEM de la Universidad de Chile, la evaluación del funcionamiento del sistema operativo de ventilación y extracción de gases y humos en caso de incendios en el túnel urbano Costanera Norte, previo a su puesta en marcha. Para este efecto se realizaron pruebas de humos calientes en el tubo norte del túnel, las cuales fueron diseñadas sobre la base de la experiencia y estudios establecidos en la reglamentación europea (World Road Association - PIARC).

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Las pruebas consistieron en la generación de dos incendios controlados que resultaron de una potencia de 2,1 MW y 6,7 MW, para lo cual se utilizaron bandejas metálicas rectangulares y combustible. Se analizó el comportamiento de parámetros tales como: velocidad de evacuación por extracción forzada de humos, hermeticidad frente al humo de las puertas entre tubos y vías de evacuación, propagación del frente de humos aguas arriba del incendio ("backlayering"), y estratificación de humos. Para evitar daños al hormigón, equipos y canalizaciones eléctricas, durante el desarrollo de los incendios, la zona del foco se protegió contra el fuego tanto el cielo como los muros en una longitud de 40 metros. Se instrumentalizó una extensión de 480 m del tubo comprometido, con cámaras de televisión, anemómetros, termopares y termoresistores (PT100). Los datos generados por dichos sensores fueron registrados y monitoreados en tiempo real, a lo largo de la prueba. Algunos de los resultados que se pudieron obtener del análisis, son los siguientes:

o El humo generado pudo ser evacuado sin problemas por los sistemas de ventilación y extracción del túnel, superando la velocidad crítica y controlando el efecto inicial de "backlayering". Los caudales y velocidades obtenidas concordaron con los parámetros de diseño de los equipos.

o No logró mantenerse la estratificación del humo en el sector amagado por el incendio, debido a la

gran distancia que recorrió el humo hasta su salida y la baja velocidad que impuso el plan de ventilación implementado para la prueba.

o Se produjo infiltración de humo hacia el tubo adyacente, por falta de hermeticidad de los portones

vehiculares de emergencia, perdiéndose la visibilidad en un tramo importante del tubo sur. Además, se produjo infiltración de humo por la puerta de acceso a la salida peatonal de emergencia.

5.6.3.2 ENSAYO EN TÚNEL SAN CRISTÓBAL

Previo a la puesta en marcha de una de las obras más connotadas del último tiempo, el IDIEM de la Universidad de Chile desarrolló un completo estudio de la seguridad contra incendios del túnel San Cristóbal, de la que se tuvo la oportunidad de participar. El estudio se inició con el estudio de la infraestructura del túnel, su equipamiento y todos los proyectos asociados a su seguridad en caso de incendios, tales como el proyecto de ventilación y el proyecto eléctrico. Finalmente, el estudio concluyó con el desarrollo de pruebas experimentales a escala real para asegurar el funcionamiento de los sistemas. Para el desarrollo de estas pruebas se requirió instrumentar el túnel con anemómetros, termocuplas, termoresistores, cámaras termográficas, cámaras de video, y unos 3000 metros de cables.

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Las pruebas realizadas consistieron en:

• Prueba en vacío: Se midieron las velocidades del aire para establecer el perfil de velocidades dentro del túnel, en función de distintos grupos de ventiladores encendidos, sin la generación de un incendio ni la presencia de humos.

• Prueba de humos fríos: Se generó una cierta cantidad de humos blancos poco dañinos

para analizar el movimiento de los humos y la posible ocurrencia de embotellamientos o traspasos a galerías de evacuación.

• Pruebas de humos calientes: Se generó una gran cantidad de humo, mediante la

combustión de un combustible líquido en palanganas de acero, similares a las utilizadas en las pruebas de extintores portátiles. Estas pruebas son las más impresionantes por el riesgo que conllevan, la cuidadosa y extensa preparación necesaria y el gran volumen de humo generado. El incendio generado permitió verificar el correcto funcionamiento de los sistemas de detección de incendio y la capacidad del sistema de ventilación, entre otros. La potencia de la prueba final fue del orden de 7 MW, lo que corresponde a 2 o 3 vehículos incendiados. Para el emplazamiento de estas pruebas se seleccionó uno de los tramos más desfavorables del túnel, tomando en consideración factores tales como la longitud, la pendiente, la dirección del flujo, los efectos atmosféricos, etc.

Los resultados finales del ensayo son los siguientes:

• Estratificación de humos hasta cierto tramo

• Backlayering controlado

• Traspaso de humo hacia tubo vecino controlado.

• Se lograron las velocidades de diseño esperadas.

• Máxima capacidad en menos de 10 s.

Ilustración 36: Ensayo de humos en túnel San Cristóbal

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5.7 ORGANIZACIONES Y NORMATIVAS REGULADORAS

La experiencia en medidas de seguridad y protección contra incendios existente, es relativamente reciente. Esto ha llevado a que existan grandes lagunas de conocimiento ante accidentes reales importantes. La PIARC, Bendelius 2002, es un ejemplo paradigmático de cómo se puede trabajar en esta materia desde un organismo independiente. Esta asociación Europea, está organizada en diferentes comités técnicos. Cuenta con uno específico dedicado al estudio de la operación de túneles de carretera, el C5. Dentro del C5 hay seis grupos de trabajo activos (WG): • WG1 Operaciones. Se encarga de desarrollar manuales prácticos para la operación de túneles de carretera, incluyendo un capítulo dedicado a la seguridad y, dentro de él, apartados referentes a los incendios. • WG2 Polución, ventilación y medio ambiente. Estudia los requerimientos de los equipos de ventilación para controlar la contaminación de los automóviles en situación normal de operación y los humos nocivos que surgen en situaciones accidentales de incendios. • WG3 Factores humanos en la seguridad. Trabaja sobre medidas que puedan ayudar a corregir los defectos encontrados en la actuación de los usuarios de los túneles ante situaciones de riesgo. • WG4 Sistemas de comunicación y seguridad. Analiza las necesidades de comunicaciones, bahías de estacionamiento y nichos y salidas de emergencia. • WG5 Mercancías peligrosas. Valora nuevos criterios que permitan a los operadores de los sistemas de transporte estimar el peligro de las mercancías transportadas. • WG6 Fuego y control de los humos. Presta especial atención a estudiar accidentes ocurridos, conceptos de seguridad, resistencia de las estructuras, ventilación transversal, salidas de emergencia, equipos de seguridad específicos para incendios, gestión de la respuesta ante fuegos y la operación del sistema de ventilación en caso de emergencia. Otros intentos para regular este campo se encuentran en las normas holandesas, 1991, con un enfoque probabilístico, normas alemanas, 1994, o las circulares francesas. Pero para fines de esta memoria, en el anexo G es detallada la normativa de actual vigencia en la comunidad europea (desde el año 2004), encargada de regular los mínimos requerimientos de seguridad con el que todo túnel de la comunidad europea debe contar, para prevenir y en su defecto, mitigar los efectos de un posible incendio.

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CAPÍTULO 6: ANÁLISIS DE TÚNELES CHILENOS


En el presente capítulo, se evaluarán y calificarán los túneles de mayor importancia a nivel nacional, de acuerdo al riesgo que signifique transitar por ellos y a las medidas de seguridad con las que cuenten para enfrentar un eventual siniestro.

6.2 METODOLOGÍA DE ESTUDIO

6.2.1 SELECCIÒN DE TÙNELES

La elección de los túneles a analizar en el presente estudio, se basa en los siguientes criterios:

- Longitud mayor a 1 Km. - Tránsito medio diario (TMD) mayor a 1000 veh./día. - Ubicación estratégica e impacto social.

Así, los túneles seleccionados, fueron los siguientes: 1.- Túnel La Pólvora 2.- Túnel Cristo Redentor 3.- Túnel Chacabuco 4.- Túnel San Cristóbal 5.- Túnel lo Prado 6.- Túnel Zapata 7.- Túnel El Melón 8.- Túnel de autopista Costanera Norte 9.- Túnel Montegordo

6.2.2 CHEQUEO DE LOS MÌNIMOS REQUISITOS DE SEGURIDAD ESTIPULADOS POR LA DIRECTIVA UE

Se hace un chequeo de cada una de las instalaciones y requisitos de seguridad de los túneles en cuestión de acuerdo a lo requerido por la Directiva Europea, que dada la tipología del túnel, el equipamiento mínimo requerido para cada caso es el siguiente:

a) Túnel unidireccional

• Aceras (ver apartado 2.4 del anexo G) • Salidas de emergencia (ver apartado 2.5 del anexo G) • Conexiones transversales para acceso de los servicios de emergencia (ver apartado 2.6 del anexo

G) • Cruce de la mediana fuera de cada boca (ver apartado 2.6 del anexo G)

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• Bahías de estacionamiento (ver apartado 2.7 del anexo G) • Drenaje de líquidos tóxicos (ver apartado 2.8 del anexo G) • Centro de control (ver apartado 2.15 del anexo G) • Circuito cerrado de TV (ver apartado 2.16 del anexo G) • Sistema informático de extracción de humos, automático y manual • Iluminación normal (ver apartado 2.10 del anexo G) • Iluminación de seguridad (ver apartado 2.10 del anexo G) • Iluminación de emergencia (ver apartado 2.10 del anexo G) • Ventilación (ver apartado 2.11 del anexo G) • Doble suministro eléctrico (ver apartado 2.19 del anexo G) • Generadores de emergencia (ver apartado 2.19 del anexo G) • Sistema de alimentación ininterrumpida (SAI) (ver apartado 2.19 del anexo G) • Detectores de CO • Opacímetros • Cable para detección de incendios • Detección automática de incidentes. • Puestos de emergencia (ver apartado 2.12 del anexo G) • Señalización de salidas y equipamientos de emergencia (ver apartado 2.14 del anexo G) • Señalización según Norma (ver apartado 2.14 del anexo G) • Paneles de señalización variable(ver apartado 2.14 del anexo G) • Barreras exteriores (ver apartado 2.17 del anexo G) • Semáforos exteriores (ver apartado 2.17 del anexo G) • Semáforos interiores (si el tubo mide igual o más de 3.000 m). • Megafonía • Red de hidrantes (ver apartado 2.13 del anexo G) • Aforadores (ver apartado 2.16 del anexo G) • Sistema de radiocomunicación para servicios de emergencia (ver apartado 2.18 del anexo G) • Mensajería de emergencia por canales de radio para usuarios (cuando existan).

b) Túnel bidireccional

• Aceras (ver apartado 2.4 del anexo G) • Salidas de emergencia (ver apartado 2.5 del anexo G) • Bahías de estacionamiento (ver apartado 2.7 del anexo G) • Drenaje de líquidos tóxicos (ver apartado 2.8 del anexo G) • Centro de control (ver apartado 2.15 del anexo G) • Circuito cerrado de TV (ver apartado 2.16 del anexo G) • Sistema informático de extracción de humos, automático y manual • Iluminación normal (ver apartado 2.10 del anexo G) • Iluminación de seguridad (ver apartado 2.10 del anexo G) • Iluminación de emergencia (ver apartado 2.10 del anexo G) • Ventilación (ver apartado 2.11 del anexo G) • Doble suministro eléctrico (ver apartado 2.19 del anexo G) • Generadores de emergencia (ver apartado 2.19 del anexo G) • Sistema de alimentación ininterrumpida (SAI) (ver apartado 2.19 del anexo G) • Detectores de CO. • Opacímetros. • Cable para detección de incendios. • Detección automática de incidentes.

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• Estaciones de emergencia (ver apartado 2.12 del anexo G) • Señalización de salidas y equipamientos de emergencia (ver apartado 2.14 del anexo G) • Señalización según Norma (ver apartado 2.14 del anexo G) • Paneles de señalización variable (ver apartado 2.14 del anexo G) • Barreras exteriores (ver apartado 2.17 del anexo G) • Semáforos exteriores (ver apartado 2.17 del anexo G) • Semáforos interiores (si algún tubo mide igual o más de 3.000 metros). • Megafonía. • Red de hidrantes (ver apartado 2.13 del anexo G) • Aforadores (ver apartado 2.16 del anexo G) • Sistema de radiocomunicación para servicios de emergencia (ver apartado 2.18 del anexo G) • Mensajería de emergencia por canales de radio para usuarios (cuando existan)

Con motivo de obtener los datos necesarios para el estudio, se acudió a las oficinas administrativas de los túneles en cuestión, para registrar los parámetros técnicos más importantes. La exactitud de estos datos se comprobó una vez más in situ durante la inspección.

6.2.3 CALIFICACIÓN DE LOS TÚNELES MEDIANTE PROYECTO EUROTAP

Se evalúa el potencial de seguridad y el potencial de riesgo de cada uno de los túneles, a través de una adaptación del programa Eurotap (European Tunnel Assessment Programme); proyecto que cada año inspecciona y analiza los túneles de la red transeuropea. Este programa, cuenta con nueve años de análisis y más de 300 túneles europeos evaluados hasta la fecha, aunque sólo desde el 2005 que cuenta con el soporte de la Comisión Europea y es coordinado por parte de la FIA (Federación Internacional del Automovilismo), cuyas oficinas se encuentran en Bruselas, otorgándole reconocimiento y validez.

La base de valoración objetiva para el estudio de los túneles es una lista de control elaborada por expertos europeos, que se actualiza cada año. Entre otros aspectos, la lista de control se rige por las estrictas normas de los reglamentos para la seguridad de los túneles viales en Alemania, Austria, Suiza, Francia y Gran Bretaña, así como por la Directiva UE sobre requisitos mínimos de seguridad para túneles de la red transeuropea de carreteras. La metodología de cálculo del potencial de seguridad y el de riesgo, se detallan a continuación: a) cálculo del potencial de seguridad Se tiene la siguiente lista de control, dividida en ocho categorías: 1.- Sistema del túnel (Ponderación: 14 %) 1.1.- Número de tubos. 1.2.- Luminosidad de las paredes del túnel. 1.3.- Ancho y disposición de los carriles. 1.4.- Geometría y disposición de arcenes / zonas de parada de emergencia y aceras de escape. 1.5.- Medidas complementarias: diseño de la boca del túnel, pavimento de la calzada, trazado del túnel. 2.- Iluminación y suministro energético (Ponderación: 7 %) 2.1.- Iluminación continua, así como adaptación.

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2.2.- Suministro energético y de emergencia. 3.- Tráfico y control del tráfico (Ponderación: 17 %) 3.1.- Atascos en el túnel. 3.2.- Restricciones de la velocidad. 3.3.- Restricción o notificación de transportes de materias peligrosas. 3.4.- Medidas para cerrar el túnel: semáforos, barreras, tableros informativos. 3.5.- Señales de tráfico e informativas. 3.6.- Influencia en el tráfico y dirección del tráfico: semáforos, señales de tráfico variables, indicaciones. 3.7.- Dispositivos de guía visual. 3.8.- Vídeo vigilancia. 3.9.- Registro automático de tráfico, así como registro de atascos e incidencias especiales. 3.10.- Puesto de mando central del túnel. 3.11.- Medidas complementarias: por ejemplo, para el tráfico de camiones, así como detección automática de transportes de materias peligrosas, controles de gálibo, control de la distancia de seguridad entre vehículos y velocidad de circulación. 4.- Comunicación (Ponderación: 11 %) 4.1.- Radio tráfico. 4.2.- Altavoces. 4.3.- Teléfonos de emergencia: distancia, identificación, protección contra el ruido, actuaciones. 4.4.- Radio túnel. 5.- Vías de escape y salvamento (Ponderación: 14 %) 5.1.- Iluminación de emergencia e identificación de las vías de escape en el túnel. 5.2.- Distancia entre las salidas de emergencia y su identificación. 5.3.- Prevención de humos en las vías de escape externas, puertas ignífugas. 5.4.- Acceso desde el exterior y posibilidad de acceso para las fuerzas de salvamento 5.5.- Medidas complementarias: iluminación especial de las salidas de emergencia, rótulos indicadores de comportamiento, salidas de emergencia sin obstáculos. 6.- Protección contra incendio (Ponderación: 18 %) 6.1.- Protección contra incendio en la construcción. 6.2.- Resistencia al fuego de los cables. 6.3.- Sistema para el desvío rápido de líquidos combustibles y tóxicos. 6.4.- Sistemas de aviso de incendio: automáticos / manuales. 6.5.- Dispositivos de extinción: colocación, identificación, actuaciones. 6.6.- Formación, equipamiento y tiempo de llegada del cuerpo de bomberos. 6.7.- Rendimiento de los sistemas automáticos de extinción. 7.- Ventilación (Ponderación: 11 %) 7.1.- Servicio de regulación para neutralizar las emisiones de los vehículos. 7.2.- Control de la corriente longitudinal en el túnel e inclusión en el control de la ventilación. 7.3.- Resistencia térmica de las instalaciones. 7.4.- Programas especiales para casos de incendio. 7.5.- Demostración de la capacidad de funcionamiento mediante ensayos de incendio y mediciones reotécnicas. 7.6.- Ventilación longitudinal: velocidad de la corriente de aire, longitud de los tramos de ventilación, corriente de aire en la dirección de marcha, capacidad de inversión de los ventiladores.

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7.7.- Ventilación transversal y semitransversal: flujo volumétrico de aspiración, incidencia de la corriente longitudinal, apertura / cierre de las instalaciones de aspiración, regulables. 8.- Gestión de urgencias (Ponderación: 8 %) 8.1.- Formación regular del personal del mando centralizado del túnel. 8.2.- Plan de mantenimiento. 8.3.- Planes de alarma y de intervención. 8.4.- Enlace automático de los sistemas de urgencia. 8.5.- Medidas en caso de accidente e incendio. 8.6.- Ejercicios regulares para casos de urgencia. Los puntos en los que se subdivide cada categoría, son evaluados y reciben una puntuación (nota de 2 a 7). Luego se calcula un promedio por cada uno de los 8 grupos, que al ponderarlo por su valor respectivo da el aporte de la categoría a la evaluación final. La suma de cada uno de ellos, es el resultado que se obtiene en cada caso del llamado potencial de seguridad de un túnel. Describe todas las medidas constructivas y organizativas que evitan las urgencias o que deben limitar el alcance de éstas. Así, de acuerdo a la valoración de la seguridad, el túnel se clasifica de acuerdo a lo siguiente:

Tabla 8: Calificación de los túneles según rango de notas

Calificación Notas

Muy satisfactorio 6 a 7

Satisfactorio 5 a 5,9

Aceptable 4 a 4,9

Insatisfactorio 3 a 3,9

Muy insatisfactorio 2 a 2,9

Las medidas de seguridad en las distintas categorías pueden completarse o compensarse recíprocamente, pero también serán más o menos independientes unas de otras, como, por ejemplo, en el campo de la prevención. Ocurre algo muy distinto con las medidas para detectar y tomar bajo control incidentes especiales: de acuerdo con las posibilidades que existan de descubrir y notificar un incidente, se producirá o no una activación automática de los sistemas de seguridad, una supervisión y dirección satisfactorias, pero también la intervención de cuerpos y fuerzas ajenos, como bomberos, servicio de salvamento, policía y similares. Sin embargo, las sinergias más intensas existen entre las categorías Vías de escape y salvamento y Ventilación. En especial, el estado de la circulación (en uno o doble sentido y atascos frecuentes) tiene una gran importancia a la hora de elegir el sistema de ventilación, la dirección y la supervisión de la evacuación de los humos, así como la disposición de las salidas de emergencia. Y algo muy importante: los déficit graves no podrán compensarse después con otras medidas. Así, por ejemplo, la falta de salidas de emergencia no podrá compensarse con una iluminación muy buena o un suministro energético estable. Para fines del presente estudio, esto significa que la condición para que un túnel reciba una valoración positiva en general es que las ocho categorías de potencial de seguridad han de presentar en lo posible valoraciones positivas o, al menos, ninguna insatisfactoria. En general, una valoración general de Muy satisfactorio, Satisfactorio o Aceptable tendrá una connotación positiva, en tanto que la de Insatisfactorio o Muy insatisfactorio merecerá una negativa.

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b) Cálculo del potencial de riesgo El potencial de riesgo, por una parte, revela la probabilidad de que se produzcan urgencias y, por otra, la posible dimensión de un daño. Dicho con otras palabras: es un parámetro para determinar el riesgo de sufrir un accidente durante el trayecto a través del túnel en cuestión y la gravedad de las consecuencias con las que se debe contar. Las siguientes reflexiones servirán de base para determinarlo: ♦ A mayor longitud del túnel, más vehículos y, por tanto, más personas habrá en el interior de los tubos en determinado momento. Sin embargo, la frecuencia de accidentes se reduce según aumenta la longitud del túnel. ♦ A mayor número de camiones, mayor probabilidad existe de que se produzca un incendio de grandes proporciones. ♦ Si se incendia una materia peligrosa, podrá producirse una catástrofe debido a las altas temperaturas y a una atmósfera extremadamente tóxica. Por eso, el transporte sin restricciones de materias peligrosas incrementa también el riesgo de un incendio de grandes proporciones. ♦ El tipo de circulación (uno o doble sentido) y el estado de la circulación (circulación lenta / atasco) influyen en la evaluación correcta de las posibilidades de escape y salvamento, así como en la elección de un sistema adecuado de ventilación. En caso de circulación en un sentido sin atascos, los sistemas de ventilación longitudinales permiten que los vehículos que se encuentran por detrás del foco del incendio puedan abandonar el túnel sin riesgos. Los vehículos que estén detenidos por delante del foco del incendio podrán ser protegidos mediante una evacuación unilateral de los humos en la dirección de la marcha. En caso de circulación en doble sentido o en un sentido con atasco, podrán encontrarse a ambos lados del foco del incendio vehículos que no podrán abandonar el túnel con facilidad. Entonces se presentarán mayores exigencias al sistema de ventilación (aspiración adecuada de los humos) y el diseño de las vías de escape. Además, la circulación en doble sentido conlleva el riesgo de accidentes graves, por ejemplo, choques frontales, como los que se produjeron en el año 2001 en los túneles de Gleinalm y Amberg en Austria. ♦ La pendiente longitudinal de un túnel influye en la propagación de los humos. A mayor pendiente longitudinal, mayor será la fuerza ascensional térmica de los gases del incendio y mayor será la zona por la que se extiendan los humos. Además, las pendientes prolongadas pueden producir, sobre todo en los camiones, un recalentamiento de los frenos y el motor, lo que incrementa también la probabilidad de un incendio. Para la valoración del riesgo, se consideran los parámetros siguientes:

• Longitud del túnel ................................................................................................de 1 a 6 puntos

• Intensidad del tráfico....................................................................................……10 puntos máx.

• Número de vehículos pesados……........................................................................8 puntos máx.

• Transporte de materias peligrosas. .........................................................................5 puntos máx.

• Volumen de tráfico.................................................................................................5 puntos máx.

• Pendiente longitudinal máxima del túnel……………….......................................3 puntos máx.

• Riesgos adicionales.................................................................................................3 puntos máx.

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Estos puntos de riesgo obtenidos se suman, y el total se clasifica de acuerdo a la siguiente tabla:

Tabla 9: Clasificación de túneles según riesgo

Clasificación Puntaje

Riesgo muy bajo < 9

Riesgo bajo 10 a 14

Riesgo medio 15 a 21

Riesgo alto 22 a 28

Riesgo muy alto > 29

6.2.4 ANÁLISIS DE SEGURIDAD MEDIANTE MÉTODO AUSTRIACO DE 1997 De modo de verificar los análisis previos, se analizará la seguridad de los túneles mediante este método, que a pesar de ser antiguo, constituye un estudio interesante donde se realiza un cómputo global y sencillo de las instalaciones de un túnel, para su posterior evaluación. La idea básica consiste en la siguiente: • Evaluar el “Peligro Potencial del Túnel”, valorando aspectos cómo la intensidad de tráfico, sentidos del tráfico bidireccional o unidireccional, existencia o no de conexiones dentro del túnel o en las proximidades de las bocas, paso de mercancías peligrosas. • Según sea el valor del “Peligro Potencial del Túnel” se establece el “Coeficiente de Seguridad Mínimo Requerido según el Peligro Potencial del Túnel”. • Evaluar las “Características de Seguridad del Túnel”, valorando las características e instalaciones del mismo, tales como geometría de la sección, vías de escape, características de la ventilación, existencia de Centro de Control atendido permanentemente o no, control con cámaras de televisión, existencias de alarmas de incendio y de humos. a) Determinación del peligro potencial

gggkgrMSVG ***= Donde: MSV : Tráfico por hora. Valor que se obtiene o excede en 30 horas por año (veh/h). A falta de datos más precisos, puede suponerse equivalente al T.M.D./8 gr : Dirección del tráfico. grr = 1.0 para tráfico unidireccional

grg = 2.0 para tráfico bidireccional

grm = 1.5 para tráfico compartido gk : Puntos conflictivos gk = 1.0 sin combinación de pistas dentro del túnel

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gkv = 1.5 con combinación de pistas dentro del túnel

gkvn = 1.2 con combinación de pistas antes o después del túnel gkk = 2.5 intersecciones en el túnel

gkkvn = 2.0 intersecciones antes o después del túnel gg : Permiso y frecuencia para el transporte de materiales peligrosos 10−gg = 1.0 para máximo 10 transportes de materiales peligrosos por día

50−gg = 1.5 para máximo 50 transportes de materiales peligrosos por día

50>gg = 2.0 para más de 50 transportes de materiales peligrosos por día

Tabla 10: Clase de túnel según riesgo potencial

Peligro potencial G Clase Descripción

G < 1000 Clase I Túnel de poco tráfico

1001 < G < 2500 Clase II Túnel bidireccional con tráfico moderado/túnel unidireccional con alto tráfico

2501 < G < 10000 Clase III Túnel con alto tráfico y riesgos adicionales

G > 10000 Clase IV Túnel con alto tráfico y potencialmente riesgoso. Estos túneles son situados generalmente en áreas densamente pobladas.

De acuerdo a las categorías anteriormente mencionadas, existe un coeficiente de seguridad mínimo que debe satisfacerse para cada una de ellas. b) Determinación del coeficiente de seguridad

SbSwSrS **= Donde:

• Sr : Factor por ventilación de humos. RaRqSr +=

5

HRq = H : Altura máxima del túnel (m)

aRa

800= a : Distancia entre puntos de extracción masiva en un sistema

longitudinal. De no existir corresponde al largo del túnel (m).

801

VRa += V : Volumen de extracción (m3/s) en la sección más desfavorable del

sistema transversal o semitransversal.

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• Sw : Factor de distancia. WeWfSw += FWf −= 0.2 F : Distancia entre rutas de escape (km)

LWe *1.05.1 −= L : Distancia para que la unidad vehicular de rescate ingrese al túnel (km). Los resultados negativos se consideran como el valor cero.

• Sb : Factor de operación ∑+= BSb 1

0.2=Bw : Vigilancia permanente en la sala de control (equipada totalmente). 5.0=Ba : Vigilancia permanente en la sala de control para las primeras coordinaciones (no

se considerará junto con el punto anterior) 5.0=Bu : Control de accidentes con video transmisión. 5.0=Bst : Identificación automática de la congestión vehicular. 0.1=Bg : Identificación automática de cargamento peligroso.

5.0=Bd : Circulación organizada de vehículos con carga peligrosa. 0.1=Bo : Brigadas de incendio en los portales, a menos de 5 km en áreas rurales y menos

de 1,5 km en urbanas. 5.0=Bb : Alarma de incendio automática 0.1=Bs : Instalaciones para identificar un fuego que arde lentamente 0.1=Bt : Radiocomunicación en el túnel

Tabla 11: Coeficientes de seguridad mínimos requeridos de acuerdo a clase de túnel.

Clase Peligro Potecial G Coef. Mínimo I G<1000 1 II 1001<G<2500 5 III 2501<G<10000 10 IV G>10000 25

El cuociente entre las “Características de Seguridad del Túnel” y el “Coeficiente de Seguridad Mínimo Requerido según el Peligro Potencial del Túnel” es el “Coeficiente de Seguridad Global del Túnel”.

6.2.5 FICHAS TÉCNICAS DE LOS TÚNELES

Finalmente, se hace una completa ficha técnica con la información obtenida del análisis de cada uno de los túneles: chequeo de los puntos fuertes y débiles (ver apartado 6.2.2), clasificación (ver apartado 6.2.3) y verificación de resultados (ver apartado 6.2.4).

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6.3 FICHAS TÉCNICAS DE TÚNELES EN ESTUDIO

6.3.1 TÚNEL LA PÓLVORA

Ubicación : Acceso sur a Valparaíso (camino La Pólvora), Valparaíso, V región Importancia : Dar conectividad directa y rápida desde y hacia el puerto de Valparaíso

con la ruta 60 y 68 respectivamente, evitando el ingreso de camiones al centro de la ciudad y así, disminuyendo la congestión, del que será uno de los terminales portuarios más grandes del país, proyectado para el 2010.

Entrada en servicio : 2007 Longitud : 2.180 m. Número de tubos : 1 (bidireccional) Tipo : Urbano Pendiente : 2.1% Límite de velocidad : 60 Km/hr Vehículos por día : 4400 vehículos % vehículos pesados : 36% Riesgo : Medio Calificación : Muy satisfactorio

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6.3.1.1 PUNTOS FUERTES

Ventilación

• Sistema de ventilación forzada longitudinal, compuesta de 12 ventiladores (aceleradores) y otros dos de extracción. Los ventiladores, son capaces de resistir temperaturas por sobre los 600 ºC. Al ser los extractores los encargados de eliminar los humos, fueron provistos de un ventilador adicional, de menor tamaño y potencia, con el fin de enfriarlos y así contrarrestar las altas temperaturas a las que se ven envueltos en la extracción de los humos (Ver detalles de los ventiladores y su distribución en el apartado 2 del anexo A)

• Además, el túnel está cubierto por un cielo falso, cuya finalidad es crear una cavidad para extraer el humo confinado, mediante 20 celositas longitudinales distribuidas en la parte central del túnel.

Iluminación

• Se emplean luminarias de sodio de alta presión • Control de iluminación contemplando 5 niveles. • En los portales se instalan sensores (luminacímetros) que en función de la luminancia externa

comandarán el nivel de iluminación de las distintas zonas para optimizar la adaptación de los conductores y evitar el encandilamiento.

• Además posee iluminación de emergencia.

Detección de incendios

• Un detector lineal de temperatura (Fibroláser), alerta de un siniestro al interior del túnel. • Además, existen estaciones manuales en terreno, compuestas por sensores de humo y temperatura.

Centro de control

• Un centro de control, ubicado sobre la boca de entrada (en sentido Santiago-Puerto), permite el control y la gestión del funcionamiento óptimo al interior del túnel. Con este sistema, se es capaz de controlar todo el equipamiento instalado en el túnel e incidir directamente sobre ellos en los casos que se requiera. La empresa que opera el sistema, dispone de profesionales que cumplen turnos las 24 horas y 7 días a la semana. El personal está capacitado para el manejo de los Sistemas de Gestión y Control, Software y equipamientos de los Túneles.

• El cable fibroláser se ha dividido en 27 zonas, de esta forma, tanto bombero como los operadores del túnel, ante una eventual emergencia al interior, pueden actuar más rápidamente y en forma precisa. El algoritmo que se desarrolla para enfrentar un siniestro, es el siguiente:

- El operador encargado, al ver en el panel de detección de incendio una anomalía, detecta la zona afectada y fija las cámaras más cercanas en torno al foco de emergencia, para percatarse de lo ocurrido.

- Desde entonces, el operador tiene 30 segundos para activar la alarma de incendios, de lo contrario, automáticamente se cancela el proceso.

- Al activar la alarma, los bomberos son inmediatamente informados de la situación. Mientras tanto, se inicia el proceso de evacuación al interior del túnel.

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- Cierre del túnel, mediante los semáforos ubicados en las bocas del túnel y personal encargado del control del tráfico - Se activa la señalización de emergencia al interior, con aspas y flechas que indican el sentido de evacuación (contrario al foco de fuego). - Se abren 3 celositas entorno al foco, los ventiladores confinan el humo entorno a éstas (a una velocidad de 3,5 m/s) y los extractores comienzan su trabajo.

- Finalizado el proceso de evacuación, se extraen los humos por la boca más cercana al foco, dejando la boca contraria limpia para la entrada de bomberos, con un espacio suficiente para llevar a cabo el trabajo de extinción. La extracción, se hace a una velocidad de 2,4 m/s, empíricamente aceptado, para no reactivar el fuego del foco.

Circuito cerrado de televisión

• Existen 47 cámaras a lo largo del túnel, realizando la Supervisión a través de dos consolas de operación en la sala de Control.

• Algunas de las cámaras están conectadas a la tecnología de Detección Automática de Incidentes (DAI) que utiliza la superposición de imágenes para detectar cualquier tipo de anomalía.

Drenaje para líquidos

• El túnel, al estar ubicado en una zona portuaria de alta demanda de camiones con cargamento peligroso, cuenta con un adecuado drenaje de líquidos tóxicos, los que se depositan en un tubo longitudinal, que va a dar a la salida norte, donde los líquidos son tratados, antes de su expulsión al mar. Esto ocurre, gracias a la inclinación transversal con la que cuenta el túnel en todo su largo, ahorrándose el tener que contar con tubos a ambos lados de la calzada.

• Además, la estructura del túnel, está recubierta por un geotextil, capaz de absorber las filtraciones subterráneas, que por capilaridad descienden a dos tubos de hormigón poroso (uno a cada lado de la calzada), capaz de limpiar y transportar el agua hacia la boca del Puerto, para finalmente desembocar en el mar.

Bahías de estacionamiento

• La estructura, cuenta con 5 bahías de estacionamiento, cada uno equipado con un puesto de emergencia, en donde los autos con algún tipo de desperfecto, pueden permanecer hasta la llegada del personal encargado de la seguridad del túnel.

Salidas de emergencia

• Existe un túnel (T1A), cercano a la salida Puerto, utilizado como salida de emergencia.

Suministro eléctrico

• Alimentación eléctrica respaldada por 3 grupos generadores. • Iluminación básica y sistemas de control conectados a unidad de respaldo de energía (UPS).

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Estaciones de emergencias

• Cuenta con extintores y telefonía de emergencia, atendiendo las necesidades de comunicación que se generen en el interior de los túneles entre el usuario y el Centro de Control.

Megafonía

• Permite la comunicación entre el personal de operaciones del Centro de Control con los usuarios del túnel en evacuaciones, congestiones, emergencias y otros.

Radiocomunicaciones

• Permite a los usuarios tener acceso a información dedicada de los túneles a través de la radio de los vehículos (Autorización de frecuencia FM en trámite).

• La frecuencia VHF, permite la gestión de la comunicación para el mantenimiento de los túneles y eventuales emergencias.

Aforadores

• Permite el análisis del tráfico mediante espiras inductivas instaladas bajo el pavimento en el túnel. • Complementario a este sistema, se ha instalado un sistema de pesaje dinámico con sensor

piezoeléctrico y espiras inductivas

Paneles de señalización variable

• Permiten al operador gestionar la circulación e informar a los usuarios de las condiciones de uso del túnel.

Otras instalaciones

• Detectores de CO, opacímetros, control de límite de velocidad, paneles ASF (flechas), sensores de gálibo, sensores ambientales, red de hidrantes, aceras, semáforos (a ambos lados de la calzada) y equipamiento de emergencia

6.3.1.2 PUNTOS DÉBILES

La Norma dice que para túneles urbanos de estas características, debiera al menos contar con salidas de emergencia hacia el exterior cada 150 metros. El túnel T1, tan sólo cuenta con una salida de emergencia, llamado túnel T1A (para vehículos y personas) lo que claramente no es suficiente a la hora de enfrentar una emergencia. Además, se debiera incurrir en los requisitos que pudiesen requerir los discapacitados ante una situación de emergencia.

El túnel, no cuenta con barreras para un eventual cierre del túnel, utilizando conos en su reemplazo. La función que tiene carabineros en la detención y/o desvío de los vehículos en estos casos es crucial, debido a que por el simple hecho de colocar en rojo los semáforos, muy pocos usuarios serían los que se percatasen de tal situación, dado lo poco usual que suele ser encontrarse con este tipo de eventos. Para ello, el uso de barreras de detención, resulta muy importante,

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dejando un espacio suficiente con la boca del túnel, para la evacuación de los posibles vehículos que se encuentren en el interior y el paso de bomberos.

6.3.1.3 SÍNTESIS

• El cruce del túnel es catalogado como medio, debido a ser un túnel bidireccional, ubicado en una

zona de constantes nieblas y principalmente a que un 36% de los vehículos que transitan, corresponden a camiones, muchos de ellos con carga peligrosa (ver detalles en tabla I.8 del anexo k).

• Carriles suficientemente anchos, las zonas para averías, buena protección contra incendio y un

excelente sistema de ventilación e iluminación, justifican una evaluación muy satisfactoria de las medidas preventivas. El túnel se vigila las 24 horas desde un puesto de mando centralizado, que cuenta con personal calificado. Además, se han hecho ensayos de humos y simulacros de incendios, lo que unido a una permanente preparación del personal encargado, le dan una buena evaluación a su gestión.

• En caso de incendio, se dan las condiciones necesarias para un autosalvamento eficaz. El sistema de ventilación extrae el humo del tubo afectado por el incendio y lo expulsa hacia la boca más cercana (ver detalles en tabla I.1 del anexo I)

• Según un análisis de seguridad mediante el método austriaco, el túnel es considerado de clase II

(túnel bidireccional con tráfico moderado), con un coeficiente de seguridad que sobrepasa con creces el mínimo requerido para su tipo (ver detalles en anexo J).

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6.3.2 TÚNEL CRISTO REDENTOR

Ubicación : Ruta 60 CH, comuna de Los Andes, región de Valparaíso (A una altura

de 3.185 m sobre el nivel del mar, en el límite con Argentina). Importancia : Ser un túnel ubicado en un punto estratégico del territorio nacional,

dando conectividad e integración económica con el país trasandino, permitiendo un intercambio comercial entre ambas naciones, dado el alto tránsito de camiones que circulan a diario y los miles de turistas que cruzan la cordillera en determinadas épocas del año.

Entrada en servicio : 1980 Longitud : 3.080 m (Chile 1.564 m y argentina 1.516 m) Número de tubos : 1 (bidireccional) Tipo : Rural Pendiente : 1.7% Límite de velocidad : 40-60 km/h. Vehículos por día : 1250 vehículos % vehículos pesados : 64% Riesgo : Alto Calificación : Muy insatisfactorio

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Aceras

• El túnel posee dos aceras longitudinales, de 50 centímetros de ancho.

Iluminación

• El túnel posee un sistema de iluminación de sodio de baja presión.

Centro de control

• Posee dos centros de operación, uno del lado chileno y otro del argentino, encargados de la administración de las respectivas partes del túnel. Para fines del presente informe, sólo se hará referencia a las instalaciones del lado chileno y su control.

• Acá, el operador, debe estar atento las 24 horas del día, a lo que pase dentro del túnel, mediante un monitoreo a las cámaras presentes (Ver apartado 2 de anexo B).

• Él mismo, es el encargado de actuar, ante un caso de emergencia, llamando al personal de carabineros de la aduana chilena (ubicado un par de kilómetros más abajo), estableciendo contacto telefónico con sus pares argentinos y dirigiéndose a la zona del incidente. Para ello, en la oficina de la sala de control, existe un libro sobre las pautas a seguir en un caso de incendio, describiendo los posibles tipos (de acuerdo al material combustible involucrado) y el cómo actuar en cada caso, ayudándose de extintores y equipo especializado para combatirlos. Además, en casos de gran congestión vehicular o que las concentraciones de humo al interior sean extremas, es el operador quién tiene que coordinar, con el personal trasandino, el temporal cierre del túnel; hasta retomar las condiciones normales de funcionamiento.


• Cuenta con un circuito cerrado de TV, compuesto por 17 cámaras fijas del lado chileno y otras 10 del argentino.

Semáforos

• El túnel, posee 2 semáforos exteriores, para regular el tránsito en casos de presentarse una emergencia o cualquier evento que impida el correcto funcionamiento del túnel.


• Un generador de emergencia, alimenta a la red eléctrica del túnel, en caso de que falle el circuito regular.

Radiocomunicaciones

• En la sala de control, existe un sistema de comunicación por radio, para contactarse con carabineros (ubicados en la aduana chilena)

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No posee salidas de emergencia. La norma, dice que, dada las características del túnel, debiera tenerlas al menos cada 150 metros

No posee semáforos interiores.

No cuenta con drenaje de líquidos tóxicos. Sólo puede evacuar aguas provenientes de filtraciones o de cualquier otra procedencia.

Las cámaras de televisión existentes, son realmente viejas y no poseen zoom, ni menos un sistema de detección automática, capaz de alertar incidentes e incendios.

No existe un sistema de ventilación forzada al interior del túnel, mucho menos uno informático de extracción de humos.

No posee iluminaria de emergencia, capaz de guiar a los desamparados usuarios a las salidas de evacuación más cercana, en casos de graves emergencias. De instalarse, debiera ser a una altura no superior de 1,5 metros.

No cuenta con un banco de baterías de alimentación interrumpida para los servicios de iluminación, telefonía, etc.

No existen equipos detectores de CO, ni opacímetros.

Carencia absoluta de puestos de emergencia (existía un sistema de telefonía, pero que actualmente no funciona)

No existen paneles de señalización variable en el túnel.

No existen barreras exteriores, pero en su reemplazo, hay pórticos, necesarios a la hora de cerrar el túnel ante un evento meteorológico adverso (viento blanco).

No posee un sistema de megafonía.

No se cuenta con una red de hidratantes.

No existen aforadores al interior del túnel, por lo que las estadísticas del flujo vehicular, sólo se pueden obtener de la aduana chilena, paso obligado para quienes entran o dejan el país.

No se cuenta con un cable longitudinal fibrólaser capaz de detectar incendios.

6.3.2.3 SÍNTESIS

• El riesgo, calificado de alto, se debe al largo del túnel (supera los 3 km), ser bidireccional con

gran afluencia de público en determinados fines de semanas largos o épocas del año, poseer un gran número de camiones que transitan (varios de los cuales transportan cargas peligrosas) y a los riesgos adicionales propios de la geografía que presenta la zona, unido a los repentinos cambios climáticos que pudiesen presentarse (ver detalles en tabla I.10 del anexo I)

• La calificación de muy inaceptable, se debe a que no cumple con la mayoría de los requisitos

mínimos de seguridad que estipula la norma europea para los túneles de su clase. Los puntos más

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bajos, son el no poseer una ventilación capaz de evacuar los humos, paupérrimo sistema de comunicación, escasa protección contra incendios y carencia absoluta de vías de escape (ver tabla I.2 del anexo I).

• Según el método austriaco, el túnel es de clase I (túnel de poco tráfico), superando levemente el mínimo de seguridad requerido (ver anexo J).

• La Dirección de Vialidad del MOP, en pos de mejorar las malas condiciones en las que se encuentra el túnel Cristo Redentor, ha invertido más de 850 millones de pesos en la instalación de un sistema de ventilación (en el lado chileno), que actualmente se encuentra en construcción, prometiendo elevar los estándares de seguridad y protección contra incendios (ver detalle en apartado 4 del Anexo B).

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6.3.3 TÚNEL CHACABUCO

Ubicación : Ruta 57 CH, límite de la región metropolitana con la de Valparaíso. Importancia : Comunicar con el camino internacional (ruta 60CH) y unir las ciudades

de San Felipe y Los Andes (en el valle de Aconcagua) con la capital. Entrada en servicio : 1949 Longitud : 2.045 m Número de tubos : 1 (bidireccional) Tipo : Rural Pendiente : 3.5 % Límite de velocidad : 50 km/h Vehículos por día : 7290 vehículos % vehículos pesados : 17.6% Riesgo : Medio Calificación : Insatisfactorio

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Iluminación

• Posee una iluminaria de sodio de alta presión. Además, existen luminacímetros, capaces de establecer un cambio gradual en la iluminación de las entradas del túnel, de acuerdo a los factores naturales de luminosidad en el exterior.

Centro de control

• El túnel cuenta con un centro de control en su lado Sur. Es allí, donde el operador mediante 5 monitores, observa todo lo que sucede tanto en las bocas del túnel, como en el interior. Desde acá, utilizando el sistema de megafonía se mandan mensajes de alerta (cuándo los vehículos sobrepasan el límite de velocidad máxima), se mantiene comunicación con bomberos y policía locales (de Los Andes y Colina) y se tiene un control general de las instalaciones del túnel, mediante la utilización de un software especializado.


• Existen 17 cámaras en torno al túnel, 2 externas (en la salida Sur del túnel) y otras 15 ubicadas al interior del túnel. Las dos primeras son cámaras móviles, es decir, el operador puede hacer acercamientos (zoom) y movimientos en torno a su eje, mientras que las interiores son todas fijas.

Ventilación • El sistema de ventilación del túnel, es longitudinal, con 19 ventiladores reversibles tipo jet fan,

que en su conjunto están diseñados para extraer el humo de un incendio tipo con potencia de 35 MW (ver distribución de ventiladores en apartado 1 de anexo C).

Semáforos

• El túnel, cuenta con 2 semáforos exteriores en cada boca del túnel y otros 6 interiores, que controlan la velocidad máxima de los vehículos.


• El túnel cuenta con 2 grupos generadores, capaces de mantener en funcionamiento hasta 10 ventiladores y todo lo referente a control de la estructura, en caso de que falle el suministro eléctrico principal.

• A demás, un banco de baterías (UPS), respalda todos los circuitos vitales del túnel, en caso de que el suministro eléctrico y los generadores presenten problemas, pero sólo por un tiempo limitado.

Detectores de CO y opacímetros

• Detectores de CO y 3 opacímetros instalados al interior del túnel, permiten mantener los índices de contaminantes, en sus rangos admisibles.

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Puestos de emergencia

• Aproximadamente, cada 50 metros de distancia, existen puesto de emergencias, equipados de: manguera de 25 metros, 2 extintores, hachas y un teléfono de emergencia. En total, hay 28 casetas, de sección aproximada: 1 metro de ancho por 1,5 metros de alto.

Señalización

• Sólo se señalan las estaciones de emergencia antes mencionadas, indicando la dirección de la más próxima. Además, existen 6 paneles indicando la velocidad máxima de tránsito (3 por cada pista).

Otras instalaciones

• Además, el túnel está equipado de una red de hidrante húmeda (de 80 a 90 Psi de presión de agua), 4 anemómetros y 4 sensores de temperatura y un sistema de megafonía. Además, el túnel cuenta con el servicio de una grúa y dos camionetas capaces de actuar frente a cualquier tipo de incidente.


No existen vías de evacuación para los usuarios en caso de presentarse un accidente, por lo que se hace estrictamente necesaria la construcción de aceras capaces de solventar dicha necesidad. En su lugar, existe un drenaje que canaliza las aguas de filtraciones.

El túnel no cuenta con salidas de emergencia.

No existen drenajes de líquidos tóxicos.

No existe una iluminación de emergencia, capaz de guiar a las personas ante la confusión y caos que produce el humo en caso de un incendio.

No existe algún sistema de detección de incendios.

El túnel no se ha equipado con aforadores.

6.3.3.3 SÍNTESIS

• La estructura ha sido catalogada de riesgo medio, principalmente por ser un túnel bidireccional,

con un gradiente de 3,5% y los riesgos extras que conllevan las alta pendiente presente en la vía, a la salida y entrada de la boca del túnel (ver tabla I.10 del anexo I).

• El túnel ha sido catalogado de insatisfactorio, debido a que cuenta con un paupérrimo control de

tráfico y no existen vías de escape, ni posee protección ante incendios (ver tabla I.3 del anexo I).

• Según el método austriaco, el túnel es de clase II (túnel bidireccional con tráfico moderado), con un coeficiente de seguridad que apenas sobrepasa el mínimo requerido para un túnel de su clase (ver anexo J).

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6.3.4 SAN CRISTÓBAL

Ubicación : Conexión de Américo Vespucio Norte, desde Avda. El Salto, en la comuna de

Huechuraba, con dos puntos de la comuna de Providencia: la intersección de Avda. El Cerro con Los Conquistadores y la conexión con el puente Lo Saldes (a la altura de Kennedy).

Importancia : Mejorar la conectividad entre el norte y sur de la ciudad, dada la actual dificultad

de un acceso inmediato a la zona, debido a la gran barrera natural que representa el cerro San Cristóbal; alivianando así la gran congestión vehicular que se crea en la zona de “la Pirámide”.

Entrada en servicio : Actualmente, se encuentra sólo habilitado el tubo C2 (que va en sentido

Providencia-Huechuraba) , estimándose la fecha de entrega del 100% del proyecto, para octubre del presente año.

Longitud : 1.825 m. Número de tubos : 2 (unidireccional: C1en lado sur y C2 en lado norte) Tipo : Urbano Pendiente : 2.5% Límite de velocidad : 80 Km/hr Vehículos por día : 56.946 vehículos (una vez que el túnel está en pleno funcionamiento) % vehículos pesados : 6% Riesgo : Medio Calificación : Muy satisfactorio

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Aceras

• Existen 2 aceras por cada tubo de túnel, con anchos que fluctúan entre los 0,50 y 1 metro.

Ventilación

• El túnel posee una ventilación longitudinal forzada. Para el túnel C1, se instalaron 12 ventiladores tipo jet fan (reversibles) ubicados en el primer tercio desde la boca de entrada del túnel (lado Huechuraba). En cambio para el túnel C2, se instalaron 14 ventiladores, del mismo tipo descrito anteriormente, ubicados en el primer tercio desde la boca de entrada (lado Providencia).

• Los ventiladores, poseen la característica de poder mantenerse 2 horas en funcionamiento en caso de incendio a una temperatura de 250ºC, aportando el caudal y la velocidad requeridos, estando sujetos a la clave del túnel mediante cadenas de seguridad para evitar desprendimientos.

Iluminación

• A la iluminación normal del túnel, se le agregan luminacímetros para optimizar la adaptación de los conductores y evitar el encandilamiento (ver apartado 3 del anexo D).

• Además posee iluminación de seguridad y emergencia a baja altura.


• A lo largo de la clave del túnel, un cable fibroláser es el encargado de detectar cualquier cambio brusco en la temperatura de una determinada zona del túnel.

Centro de control

• El centro de control se encuentra a la salida sur del túnel. Cuenta con un moderno equipo, desde donde se mantiene el control y vigilancia del interior de los tubos, mediante la ayuda de 4 pantallas planas gigantes, en las que se pueden mostrar y alternar las imágenes aportadas por las cámaras distribuidas a lo largo de los tubos. Desde aquí, se sigue automática y manualmente el algoritmo de acción de ventilación en casos de incendios detectados al interior, gracias a un sofisticado software.

• Además, en caso de emergencia, se cuenta con el equipo necesario para ir en auxilio de quienes se encuentren involucrados, mientras se espera la llegada de bomberos, ambulancia y/o carabineros.


• Hay 34 cámaras en total, distribuidos en ambos tubos cada 140 metros aproximadamente. Todas cuentan un sistema de detección automática de incidentes.

Bahías de estacionamiento

• Hay dos bahías de estacionamiento frontales en cada tubo donde se encuentra la conexión transversal para vehículos, mencionada en el punto anterior; para permitir a los servicios de emergencia (como un carro de bomberos ante un eventual incendio), el viraje correspondiente sin

102

presentar algún tipo de limitación. Además, las bahías de estacionamiento se encuentran equipados de puestos de emergencias.


• Existen galerías interconexión peatonales entre tubos, cada 200 metros en promedio (8 en total), una de las cuales ha sido diseñada, además, para el tránsito de vehículos y posibilitar que los servicios de emergencia lleguen allí en forma expedita y rápida (ubicada en la parte central de la estructura).

• Además, todas están equipadas de puertas cortafuegos y ventilación forzada, de forma de mantener limpio el aire al interior y no permitir el paso de humo al túnel adyacente (Ver apartado 2 del anexo D).


• El túnel, posee un doble suministro eléctrico, 2 grupos generadores (uno para cada tubo) y un sistema de alimentación ininterrumpida ante cualquier caso de emergencia que se presente. Además, los ventiladores tienen un alimentador independiente capaz de funcionar en las más extremas de las condiciones.


• Existen puestos de emergencias cada 50 metros, los que cuentan con extintores,

Semáforos

• A 25 metros de cada boca de entrada, se encuentran instalados equipos de semaforización.

Detectores de CO y opacìmetros

• Se han instalado 14 detectores de CO (7 en cada tubo) y 4 opacímetros (2 en cada tubo).

Señalización en el interior y paneles de señalización variable

• Se ha adoptado una novedosa manera de señalizar las salidas de emergencias a lo largo de los tubos del túnel. Esta consiste en una gigantografía de un peatón corriendo hacia la salida indicada, de forma que sea visible para todos los usuarios.

• Además, existen 3 paneles de señalización variable al interior de cada tubo y uno en las bocas de cada entrada al túnel.

Otras instalaciones

• Además, el túnel cuenta con un drenaje de líquidos tóxicos, un sistema de megafonía (18 altavoces por tubo), red húmeda, aforadores (4 por tubo), pesaje dinámico (1 en cada tubo), dos estaciones meteorológicas (una en cada boca del túnel) y un sistema de radiocomunicación con los servicios de emergencia.

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Posible congestión en el túnel C1 en horas punta.

No se recibe radio tráfico en todo el túnel.

No posee barreras exteriores.

6.3.4.3 SÍNTESIS

• El riesgo del túnel ha sido catalogado de alto, especialmente por al gran flujo vehicular que se

espera alcanzar para la fecha de su inauguración, el que se duplicaría para el año 2020 (ver tabla I.10 del anexo I).

• La calificación del túnel, es de muy satisfactoria, dado que cumple todos los requisitos mínimos

especificados por la normativa europea e incluso sobredimensiona puntos como la ventilación, señalización y vías de escape. Además cuenta con un moderno centro de control y sistemas de protección contra incendios de última generación, que se han puesto a prueba por medio de ensayos fríos y calientes de humos (ver tabla I.4 del anexo I).

• Según el método austriaco, el túnel es de clase III (Túnel con alto tráfico y riesgos adicionales) y posee un coeficiente de seguridad que cuadruplica al mínimo requerido para sus características (ver anexo J).

• Cabe hacer notar, que para el dimensionamiento de los ventiladores en caso de incendio, se

utilizó el modelo numérico para régimen permanente, expuesto en el capítulo 4. De esta manera, se infiere que la mayor cantidad de ventiladores que requiere el tubo C2, es debido a que el sentido del flujo, es contrario al sentido natural que seguiría el humo en caso de incendio, debido al efecto chimenea (diferencia de cotas entre las bocas).

• Además se hicieron dos simulaciones basadas en modelos numéricos en régimen permanente, para

evaluar el comportamiento que tendría la temperatura, la ventilación y los humos al interior del túnel, ante la ocurrencia de un incendio de 30 MW.

• Del mismo modo, se simuló el proceso de evacuación, mediante la utilización del programa STEPS (Simulation of Transient Evacuation and Pedestrian movements).

(Ver detalle de simulaciones en apartado 4.10 del capítulo 4)

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6.3.5 TÚNEL LO PRADO

Ubicación : Entre kilómetro 28.5 y 31.3 de la ruta 68, autopista del Pacífico. Importancia : Permite un considerable ahorro de tiempo en la ruta que une la capital con las

ciudades de Viña del Mar y Valparaíso, al evitarse transitar por cuestas o caminos secundarios en malas condiciones, mejorando así la conectividad entre la región metropolitana y la quinta.

Entrada en servicio : 1970 (segundo tubo se construye en 2002) Longitud : 2.745 m Número de tubos : 2 (unidireccional: Lo Prado I y Lo Prado II) Tipo : interurbano Pendiente : 1.7% Límite de velocidad : 90 Km/hr Vehículos por día : 20.836 vehículos % vehículos pesados : 24 % Riesgo : Medio Calificación : Muy satisfactorio

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Aceras

• El túnel Lo Prado II cuenta con una acera peatonal en uno de los lados de la calzada, mientras que el Lo Prado I carece de ella.

Ventilación

• El sistema de ventilación utilizado, difiere entre un tubo y otro. Así, el Lo Prado II presenta una ventilación forzada longitudinal, con 16 ventiladores (ver apartado 2.1 del anexo E).

• Por otro lado, el Lo Prado I, posee un particular sistema de ventilación forzada transversal. Para ello, consta de 3 ventiladores de inyección de aire y otros 3 ventiladores de extracción en cada una de las mitades de las bocas del tubo, sobre un cielo falso, que por un lado inyecta aire limpio, y por la otra mitad, lo extrae. Los ductos de aspiración y extracción creados por sobre el cielo falso, llegan hasta la mitad del túnel; para repetirse en la otra mitad, de la misma forma detallada a priori. Los procesos de inyección y extracción se realizan a través de aberturas de 0,30 m de ancho y 1,23 m de largo, dispuestas a 5 metros aproximadamente unas de otras (Ver apartado 2.2 del Anexo E).

Iluminación

• Dos medidores de luminosidad (uno en cada boca del túnel), consistentes en las células fotoeléctricas, operan en 4 niveles de iluminación.

• Además, se cuenta con una iluminación de emergencia, equipadas con una lámpara fluorescente de 36 W cada 40 m a 0,5 m del suelo. Asimismo, se emplearán estas luminarias para la iluminación de las galerías de comunicación.


• El sistema de detección de incendios utilizado es termoneumático, es decir, mide variaciones de temperatura a partir de variaciones de presión; cuenta con tubos de cobre como detector lineal de temperatura, con sensores casa 100 metros aproximadamente (28 en cada tubo).

Centro de control


• El subsistema de video a color, consta de una cámara móvil en la entrada de cada tuvo y de cámaras fijas separadas aproximadamente 120 metros en el interior (22 en cada tubo). Tanto las cámaras móviles como las fijas son de tipo digital.

Semáforos

• En las bocas de entrada de cada tubo, existen 2 semáforos, que permitan controlar el ingreso a los túneles, pudiendo bloquearse el acceso en caso de emergencia.

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• Existen 3 conexiones peatonales transversales entre los tubos del túnel, siendo la galería central, la única apta para el paso vehicular. La distancia entre una y otra, es de 600 metros y 800 metros, siguiendo el sentido Santiago-Valparaíso. (Ver anexo E).


• Grupos electrógenos, permiten garantizar el suministro eléctrico para todas las instalaciones interiores, ante cualquier eventualidad de emergencia (en cada boca de cada túnel existe un generador).

• Además, baterías UPS funcionan en caso avería en los grupos mencionados a priori.


• Cada 50 metros, se encuentran instaladas casetas de emergencias, equipadas con parejas de postes SOS (28 parejas y 2 externas en cada uno de los tubos).

Megafonía

• El sistema de megafonía existente, consiste en un conjunto de amplificadores de 150 w de potencia distribuidos cada 100 metros a lo largo de cada tubo. Cada uno de ellos, cuenta con tres altavoces metálicos de 50 w resistentes a atmósferas agresivas (26 amplificadores y 78 altavoces en por cada tubo)


• Sensores de CO se encuentran ubicados en ambos tubos (18 instalaciones por cada uno). La información que proporcionen, se utilizará para controlar la ventilación de los túneles e incluso, en casos extremos, para efectuar el cierre de los mismos. Estos equipos, darán la información de concentración en partes por millón (ppm).

• Además, 5 opacímetros en cada tubo, complementarán el trabajo anterior. Los equipos instalados, basan su principio de funcionamiento en un sistema de opto-electrónicos, considerando que la atenuación de un haz luminoso al atravesar una muestra de aire con partículas en suspensión, es proporcional a la concentración de dichas partículas.


• El túnel Lo Prado II cuenta con 5 paneles de señalización luminosa variable ubicada en la parte superior y a lo largo de éste, mientras que en el Lo Prado I, sólo existe 1. Además en sus accesos, existen señales que informan de las condiciones al interior de ellos.

• También, existe señal aspa con flechas ubicadas sobre cada carril; 2 externas en el Lo Prado I y 22 (2 externas y las restantes al interior) en el Lo Prado II.

• Además, existen 2 señales de limitación de velocidad en el Lo Prado 1, mientras que en Lo Prado 2, existen 24.

Aforadores

• Hay instalados dos aforadores en el túnel, uno en la boca de entrada y otro en la salida. Cada aforo consta de 4 espiras (2 por carril) que se concentran en los armarios donde están ubicados los

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módulos detectores, formados por un número variable de detectores dobles dependiendo del número de espiras que integren cada aforo. Dichos armarios detectores quedan conectados a su vez a las estaciones de toma de datos integradas en las estaciones remotas.

Otras instalaciones

• Sistema de control de gálibo, sensores de velocidad, anemómetros (internos y externos) y red húmeda.


Las cámaras no poseen sistema de detección automática de incidencias (DAI).

No posee un drenaje de líquidos tóxicos.

No posee barreras exteriores.

6.3.5.3 SÍNTESIS

• El túnel se ha catalogado de riesgo medio, debido a que presenta una alta TMD con un 24% de

vehículos pesados (ver tabla I.10 del anexo I).

• El túnel es clasificado de muy satisfactorio, debido a que cumple con la mayoría de los requisitos de seguridad impuestos por la directiva europea, presentando adecuadas medidas preventivas, un eficiente sistema de ventilación y un óptimo sistema de comunicación (ver tabla I.5 del anexo I).

• Según el método austriaco, el túnel es de clase III (Túnel con alto tráfico y riesgos adicionales) y

presenta un coeficiente de seguridad sobredimensionado para el requerido de acuerdo a sus características (ver anexo J).

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6.3.6 TÚNEL ZAPATA

Ubicación : Entre kilómetro 62.4 Y 63.615 de la ruta 68, autopista del Pacífico (comuna

Casablanca-Curacaví). Importancia : Permite un considerable ahorro de tiempo en la ruta que une la capital con las

ciudades de Viña del Mar y Vaparaíso, al no tener que transitar por la cuesta Zapata, mejorando así la conectividad entre la región metropolitana y la quinta.

Entrada en servicio : 1955 (segundo tubo se construye en 2002) Longitud : 1.215 m Número de tubos : 2 (unidireccional: Zapata I y Zapata II)) Tipo : interurbano Pendiente : 1.8% Límite de velocidad : 90 Km/hr Vehículos por día : 17897 vehículos % vehículos pesados : 25% Riesgo : Medio Calificación : Satisfactorio

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Aceras

• El túnel Zapata II cuenta con una acera peatonal en uno de los lados de la calzada, mientras que el Zapata I carece de ella.

Ventilación

• Los tubos poseen un sistema de ventilación longitudinal con aceleradores reversibles (8 en el Zapata 1 y 10 en el Zapata II), ubicados de a pares a lo largo del tubo. Las razones por las que se eligió este tipo de ventilación, fueron las siguientes:

- Resultó ser la más económica (se estima en un 3 ó 4% del presupuesto del túnel, en lugar del 20 ó 30% que costaría la transversal o semitransversal) - Es la más flexible (Puede aumentarse el número de ventiladores, sustituirlos o repararlos con facilidad) - No es necesario un techo falso.

Iluminación

• Dos medidores de luminosidad (uno en cada boca del túnel), consistentes en las células fotoeléctricas, operan en 4 niveles de iluminación.

• Además, se cuenta con una iluminación de emergencia, equipadas con una lámpara fluorescente de 36 W cada 40 m a 0,5 m del suelo. Asimismo, se emplearán estas luminarias para la iluminación de las galerías de comunicación.


• El sistema de detección de incendios utilizado es termoneumático, es decir, mide variaciones de temperatura a partir de variaciones de presión; cuenta con tubos de cobre como detector lineal de temperatura, con sensores casa 100 metros aproximadamente (13 sensores en el Zapata I y 11 en el Zapata II)).

Centro de control


• Al igual que el túnel Lo Prado, el túnel consta con cámaras móviles en la entrada de las bocas y otras fijas cada 120 metros en el interior (11 en el Zapata I y 9 en el Zapata II). Se cuenta con un sistema de detección automática de incidentes (DAI).

Semáforos

• En las bocas de entrada de cada tubo, existen 2 semáforos, que permitan controlar el ingreso a los túneles, pudiendo bloquearse el acceso en caso de emergencia.

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• Sólo existe una conexión transversal entre los tubos del túnel, la que está destinada para el uso exclusivo de peatones (ver Anexo F).


• Grupos electrógenos, permiten garantizar el suministro eléctrico para todas las instalaciones interiores, ante cualquier eventualidad de emergencia (instalados en cada boca de los túneles).

• Además, baterías UPS funcionan en caso avería en los grupos mencionados a priori.


• Cada 50 metros, se encuentran instaladas casetas de emergencias, equipadas con parejas de postes SOS (13 en el Zapata I y 11 en el Zapata II, adicionando un par en la entrada y salida de cada tubo).

Megafonía

• El sistema de megafonía existente, consiste en un conjunto de amplificadores de 150 w de potencia distribuidos cada 100 metros a lo largo de cada tubo. Cada uno de ellos, cuenta con tres altavoces metálicos de 50 w resistentes a atmósferas agresivas (11 amplificadores y 33 altavoces en el Zapata I y otros 9 amplificadores con 27 altavoces en el Zapata II )


• Sensores de CO se encuentran ubicados en ambos tubos (9 equipos en el Zapata I y 7 equipos en el Zapata II). La información que proporcionen, se utilizará para controlar la ventilación de los túneles e incluso, en casos extremos, para efectuar el cierre de los mismos. Estos equipos, darán la información de concentración en partes por millón (ppm).

• Además, 2 opacímetros en cada tubo, complementarán el trabajo anterior. Los equipos instalados, basan su principio de funcionamiento en un sistema de opto-electrónicos, considerando que la atenuación de un haz luminoso al atravesar una muestra de aire con partículas en suspensión, es proporcional a la concentración de dichas partículas.


• El túnel, cuenta con señalización luminosa variable ubicada en la parte superior y a lo largo de éste (3 paneles en cada uno de los tubos). Además en sus accesos, existen señales que informan de las condiciones al interior de ellos.

• También, existe señal aspa con flechas ubicadas sobre cada carril; 2 externas y 8 al interior de cada tubo.

• Además, existen 12 señales de limitación de velocidad en cada tubo.

Aforadores

• Hay instalados dos aforadores en el túnel, uno en la boca de entrada y otro en la salida (de similares características a las descritas para el túnel Lo Prado)

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Otras instalaciones

• Sistema de control de gálibo, sensores de velocidad, anemómetros (internos y externos) y red húmeda.


No existe drenaje para líquidos tóxicos

No existen barreras exteriores

6.3.6.3 SÍNTESIS

• Es un túnel considerado de riesgo medio, debido a que cuenta con una alta TMD y un

considerable porcentaje de vehículos pesados (ver tabla I.10 del anexo I).

• El túnel ha sido calificado de Satisfactorio, debido a que cumple con casi todos los requisitos mínimos establecidos para un túnel de su clase, salvo que la distancia entre las salidas de emergencias no es óptima (ver tabla I.6 del anexo I).

• Según el método austriaco, el túnel es considerado de clase II (túnel unidireccional con alto

tráfico) y un coeficiente de seguridad sobredimensionado (ver anexo J).

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6.3.7 TÚNEL EL MELÓN

Ubicación : Entre kilómetro 127.545 y 132.730 de la ruta 5 Norte, comuna de Nogales,

Quinta región. Importancia : El Túnel El Melón fue la primera obra pública adjudicada en concesión a

privados y operado bajo la ley de concesiones chilena, originando un sustancial mejoramiento del nivel de servicio de la ruta y un considerable ahorro del tiempo de viaje (a lo menos unos 15 minutos) , al evitarse la cuesta del mismo nombre.

Entrada en servicio : 1995 Longitud : 2.505 m Número de tubos : 1 (bidireccional) Tipo : interurbano Pendiente : 2.934% Límite de velocidad : 60 Km/hr Vehículos por día : 5000 vehículos % vehículos pesados : 40% Riesgo : Medio Calificación : Aceptable

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Aceras

• Hay dos pasillos peatonales de 0.7 metros a cada lado de la calzada.

Ventilación

• El túnel, cuenta con un sistema de ventilación forzada semitransversal. Para ello se ha instalado un cielo falso, destinado principalmente a la circulación del aire eyectado por el sistema de ventilación, según necesidad, constituido por dos ventiladores en cada brocal. Este túnel también sirve como plataforma para el emplazamiento de todo el tendido de cables que permite el funcionamiento del sistema de iluminación interior.

Iluminación

• Consta de un sistema de alumbrado interno compuesto por un sistema de iluminación permanente sobre la base de 692 luminarias de sodio de alta presión y un sistema de emergencia que consta de 362 luminarias.

Centro de control

• Existen 4 monitores, conectados a las 19 cámaras del túnel, cubriendo los accesos y el interior del túnel, las 24 horas del día. Desde acá, es posible recibir la información aportada por los detectores de CO, mediante alarmas luminosas visualizadas en las pantallas de los computadores, para procesar la información y actuar en los casos que sea necesario.


• La estructura, cuenta con un circuito cerrado de televisión, conformado por 2 cámaras exteriores (una en cada portal) y 17 cámaras instaladas a lo largo del túnel.

Semáforos

• Cuatro semáforos, uno a cada lado de las bocas del túnel, indican el estado en el que se encuentra el túnel, permitiendo o prohibiendo el ingreso a éste.


• Existe un sistema de emergencia compuesto por dos generadores, uno en cada boca del túnel, de 500 kVA en condiciones para entrar en funcionamiento ante cualquier corte de energía eléctrica, provistos de sistemas de precalentamiento permanente. Estos grupos, permiten alimentar los servicios auxiliares principales (ventilación, iluminación y comunicaciones) en casos de cortes prolongados del suministro eléctrico convencional.

• Además se dispone para la alimentación de los servicios de emergencia de 55 baterías en uso y 2 selladas de repuesto en cada boca del túnel.

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• El túnel se encuentra equipado con 53 casetas al interior del túnel, ubicadas cada 48 metros, donde se ubican las alarmas de incendio, que consisten en un botón pulsador que el usuario debe presionar para indicar a la sala de comando, a través de una luz que se enciende, de algún incendio u otra emergencia. Además, las casetas contienen mangueras de 25 metros cada una, 2 extintores y citófonos de emergencias.

Megafonía

• Se han instalado 53 altoparlantes, ubicados


• Un sistema de detección y alarma de gases tóxico conformado por 5 analizadores de concentración de CO del tipo haz único de rayo infrarrojo, es el encargado de muestrear las 5 zonas en las que está dividido el túnel. Además, existen 5 analizadores de CO2.

• Además, el túnel dispone de 2 opacímetros, ubicados en la zona 1 y 5 del túnel (cercanos a la entrada y salida).


• En el interior del túnel existen letreros luminosos que indican la ubicación de las casetas, para casos de emergencia.

• Además, 24 letreros rojos destellantes, alertan a los automovilistas que han sobrepasado la velocidad máxima. Actualmente, tan sólo existen 4, los demás fueron destruidos por camiones.

• También hay instalados paneles de información variable.

Servicios de emergencia

• Los servicios de emergencias con los que cuenta el túnel, son un camión, tractor, motos de apoyo y grúa de auxilio mecánico.

Otras instalaciones

• Existen 2 anemómetros, 2 barómetros, 24 sensores de velocidad, grifos de incendio en cada uno de los portales y sensores de temperatura.


Un aumento de temperatura en el túnel (producto de un incendio), inutilizaría el sistema eléctrico y de señales del túnel, puesto que los conductores recorren el ducto de ventilación, el cual no presenta una protección al fuego que asegure ante las elevadas temperaturas que se registran en un incendio.

No posee ningún tipo de drenaje de líquidos tóxicos.

No cuenta con iluminación de seguridad.

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Se debiera equipar con salidas de emergencias cada 400 metros.

No existe cable fibroláser para la detección de incendios.

No se ha equipado con barreras exteriores.

No existen aforadores.

6.3.7.3 SÍNTESIS

• El túnel es clasificado de riesgo medio, debido a que presenta un alto porcentaje de vehículos

pesados (40%) y una pendiente de casi 3% (ver tabla I.10 del anexo I).

• El túnel ha sido clasificado de aceptable, dado que presenta buenas medidas de prevención, pero baja protección contra incendios y carencia de vías de escape (ver tabla I.7 del anexo I)

• Según el método austriaco, el túnel es de clase II (túnel bidireccional con tráfico moderado) y

tiene un peligro potencial por sobre el mínimo requerido para un túnel de sus características (ver anexo J).

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6.3.8 TÚNEL COSTANERA NORTE

Ubicación : Entre el nudo Lo Saldes (comuna de Providencia) y el nudo Vivaceta (comuna

de Independencia), autopista Costanera Norte, Santiago, Región Metropolitana. Importancia : Mejora la conexión entre el oriente, el centro y el poniente de la ciudad. Además,

disminuye la congestión, rebajando significativamente la emisión de gases como el monóxido de carbono de compuestos orgánicos volátiles y de material particulado.

Entrada en servicio : 2003 Longitud : 6750 m (2700 m de túnel al costado del río Mapocho y 4000 m bajo éste) Número de tubos : 2 (unidireccional) Tipo : Urbano Pendiente : Tubo Sur entre 1.05 y 1.9 % y tubo Norte entre 1.2 y 1.3 %. Límite de velocidad : 80 Km/h Vehículos por día : 82.000 vehículos % vehículos pesados : 3% Riesgo : Alto Calificación : Muy satisfactorio

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Aceras

• Dos aceras a ambos costados de la calzada de 0,6 metros de ancho.

Ventilación

• 56 Ventiladores reversibles en acción longitudinal (de 900 N y 2200 N). En operación de emergencia soportan 250ºC por 2 horas.

• 12 Extractores de humos en función vertical, con damper (celosías) motorizados, 132 m3/s, 400 Kw, 250 ºC por 2 horas.

Iluminación

• La iluminación normal, cuenta de focos de sodio alta presion, de 250w, 200w y 150w. • Faros cada 50 metros en los postes de emergencia


• A lo largo de todo el túnel, con sensores cada 20 metros, clase A1.

Centro de control

• Un moderno Centro de Operaciones monitorea el funcionamiento de la autopista durante las 24 horas.

• La sala de control, cuenta con 26 monitores en total: 20 monitores de 17" plasma, mas 6 cubos de 50" en disposición 3:2.

• Además del equipo encargado de la supervisión de los monitores y demás operaciones, un carabinero complementa el equipo al interior, atento a las circunstancias que le conciernen.


• Existen 88 cámaras fijas al interior de los túneles (con sistema DAI).


• 10 salidas de emergencia al exterior (cada 500 m aproximadamente). • Interconexiones peatonales de emergencia entre tubos cada 200 m (26 en total). • Interconexiones para automóviles entre tubos cada 200 m (23 en total).


• Doble suministro eléctrico. Empalme eléctrico en media tensión, con distribución en doble anillo y respaldo de central generador.

• Generadores de emergencia de 1 MVA cada uno • Sistema de alimentación initerrumpida UPS para la iluminación base y de emergencia en todo el

túnel. Además de los circuitos de instrumentación y control.

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• Cada 50 metros en el interior de los túneles, con teléfono de emergencia, red húmeda y extintor.

Semáforos

• Existen semáforos en las bocas y las salidas de los túneles.


• Existen 17 detectores de CO (ópticos por absorción infrarroja). • Existen 17 opacímetros (ópticos por absorción infrarroja).


• En cada costado de los puestos de emergencia, existe una placa que indica la distancia a la salida de peatonal más cercana.

• Existen 15 paneles de señalización variable al interior del túnel.

Megafonía

• Cada 20 metros.

Aforadores

• 30 espiras de detección inductiva al interior del túnel, las que cuentan, clasifican y miden la velocidad de cada uno de los vehículos que ingresan a los túneles de la autopista.

Otras instalaciones

• Drenaje de aguas lluvias, sistema de cable radiante para comunicaciones UHF y mensajería de emergencia por canales de radio para usuarios (820 AM Carabineros de Chile).


No existe drenaje de líquidos tóxicos

No existen semáforos interiores

No se cuenta con barreras exteriores para cierre

6.3.4.3 SÍNTESIS

• El riesgo del túnel ha sido catalogado de alto, debido al largo del túnel y principalmente, por el

alto tránsito medio registrado, que se eleva aún más en horas punta (ver tabla I.10 del anexo I).

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• La calificación del túnel, es de muy satisfactoria, dado que cumple todos los requisitos mínimos especificados por la normativa europea e incluso sobredimensiona puntos como la ventilación, señalización y vías de escape. Además cuenta con un moderno centro de control y sistemas de protección contra incendios de última generación, que se han puesto a prueba por medio de ensayos fríos y calientes de humos (ver tabla I.8 del anexo I).

• Según el método austriaco, el túnel es de clase IV (Túnel con alto tráfico y potencialmente riesgoso) y posee un coeficiente de seguridad que casi triplica al mínimo requerido para sus características (ver anexo J).

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6.3.9 TÚNEL MONTEGORDO AUTOPISTA RADIAL NORORIENTE

Ubicación : Bajo el cerro Montegordo, autopista radial Nororiente, Región Metropolitana. Importancia : Es el túnel más importante de los 3 presentes en la autopista. Permitirá unir de

manera segura y expedita el sector Oriente de Santiago (Vitacura, Las Condes y Lo Barnechea) con el valle de Chacabuco y la ruta 5 Norte.

Entrada en servicio : Primer trimestre del año 2009. Longitud : 1600 m. Número de tubos : 1 (bidireccional). Tipo : interurbano. Pendiente : 2%. Límite de velocidad : 80 Km/hr. Vehículos por día : No estimado, proyecto aún en construcción. % vehículos pesados : No estimado, proyecto aún en construcción. Riesgo : No estimado, proyecto aún en construcción. Calificación : Satisfactorio

121


Aceras

• Dos aceras a ambos costados de la calzada de 0,75 metros de ancho y 0,20 metros de alto.

Ventilación

• Ventilación del tipo longitudinal con catorce 14ventiladores de chorro de 28 m3/s., empuje 1198 N y Potencia 37 kW.

Iluminación

• Iluminación normal compuesta por 283 Lámparas de 600 W, 100 Lámparas de 250 W y 250 Lámparas de 250 W - 2N.

• Iluminación de emergencia compuesta por 95 luminarias autónomas de emergencia, con una lámpara fluorescente de 58 W, 220 V y AF; equipo de encendido y rectificador-batería para una hora de autonomía.


• Cable LISTEC, sellado herméticamente (se usará el modelo SEC 20/08), el cual contiene sensores equidistantes cada 8 metros. Puede medir temperaturas desde -40ºC hasta + 85ºC (incluso hasta + 200ºC durante un período corto), con una resolución de 0,1º.

Centro de control

• Un moderno Centro de Operaciones monitoreará el funcionamiento de la autopista durante las 24 horas.

• La sala de control, contará con 12 monitores de LCD, 1 de 50" (central) y los otros de 30".


• Habrán 2 cámaras móviles en las entradas del túnel y otras 13 al interior (conectadas a sistema DAI).

• El procesamiento de la señal de video se realiza de forma centralizada en el Centro de Control sobre las imágenes de las distintas cámaras que allí se reciben.


• Doble suministro eléctrico: se consideran dos SS/EE y dos grupo Electrógenos. • Generadores de emergencia: 1 Grupo Electrógeno de 275 KVA, 380/220 V, 50 Hz y 1 Grupo

Electrógeno de 500 KVA, 380/220 V, 50 Hz. • Sistema de alimentación ininterrumpida: la UPS, tiene un respaldo de 35 minutos efectivos y se

considera un 25% de Iluminación de emergencia, 100% sistema de comunicación y datos SGT , los Ventiladores los respaldan los GG/EE y las UPS , solo funcionan 35 segundos a la espera de la transferencia automática.

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• Cada 50 metros en el interior de los túneles, con teléfono de emergencia, red húmeda y extintor (39 en total).

• Red hidrante húmeda: Hidrante de incendio tipo sifón de DN-100 mm con tres salidas, dos de 70 mm y una de 100 mm de diámetro, con racor, antirrobo.

Semáforos

• Semáforos exteriores: 2 semáforos de acceso al túnel de lámpara incandescente de columna 2,40 m.

• Semáforos interiores: 4 semáforos de preaviso de lámpara incandescente.


• 9 detectores de Co (cada 200 metros). • 5 opacímetros (cada 300 metros).


• 6 Paneles alfanuméricos en tecnología de led con 1 fila de 16 caracteres. • 2 Paneles alfanuméricos en tecnología de led con 3 fila de 16 caracteres. • 19 señales de límite variable de velocidad. • 19 señales aspa-flecha • 6 señales de aviso de velocidad anormal.

Megafonía

• 39 Altoparlantes exponencial de 50 w, Marca Optimus, Modelo OR-4550T.

Aforadores

• 5 aforadores (cada 300 metros).

Barreras exteriores

• 2 Barreras de cierre de túneles electromecánicas, ubicadas a 50 m de la boca de entrada.

Otras instalaciones

• Drenaje de aguas lluvias, sistema de cable radiante para comunicaciones que va en sentido longitudinal del Túnel (permite al operador intervenir las radios de los vehículos que transitan dentro de los Túneles) y sistema de radiocomunicación para servicios de emergencia.

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No existe drenaje de líquidos tóxicos.

No Existen salidas de emergencia.

No existen bahías de estacionamiento

No existen extractores de humos.

6.3.4.3 SÍNTESIS

• No se ha medido el riesgo potencial del túnel por estar en fase de construcción y no contar

con los datos exactos del flujo vehicular (liviano y pesado).

• El túnel ha sido calificado de Satisfactorio, debido a que cumplirá con casi todos los requisitos mínimos establecidos para un túnel de su clase, pero hay graves falencias en torno a las vías de escape, al carecer completamente de ellas (ver tabla I.9 del anexo I).

• Actualmente, se baraja la posibilidad de construir un segundo tubo, de forma de establecer

interconexiones transversales y aliviar la intensidad del flujo vehicular esperado. Por ahora, el MOP planea construir salidas de emergencias dentro de 15 años, aproximadamente, cuando el flujo se espera que llegue a los 1.600 vehículos en hora punta.

124

CAPÍTULO 7: ANÁLISIS, CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

7.1 ANÁLISIS FINAL DE LOS TÚNELES ESTUDIADOS

7.1.1 SEGÚN POTENCIAL DE RIESGO

a) Los más riesgosos:

• El túnel de la autopista Costanera Norte ha resultado ser el que presenta el mayor potencial de riesgo, debido principalmente a la gran cantidad de vehículos que a diario transitan, por un túnel cuya longitud supera los 6 km. Los dos métodos utilizados en su análisis, coinciden en el alto riesgo de la estructura.

• El túnel del Cerro San Cristóbal ha sido evaluado como el segundo más riesgoso de las estructuras

estudiadas. Al igual que el caso anterior, esto se debe al alto tránsito esperado a la hora de entrar en total funcionamiento y a la congestión que se espera tener en horas punta en uno de sus tubos (tubo poniente), debido a que la boca de salida da a una zona densamente poblada.

• Muy de cerca, el túnel Cristo Redentor le sigue en la lista de los túneles evaluados con riesgo alto.

La razón principal de entrar en esta categoría, es la longitud del túnel, el gran porcentaje de vehículos pesados con cargamento peligroso que transitan y los riesgos adicionales, propios del medio geográfico en el que se encuentra.

b) Los menos riesgosos

• El túnel Zapata y el túnel la Pólvora, fueron los que presentaron menores potenciales de riesgo. Aquello se debe principalmente a que presentan un tránsito expedito, bajas pendientes y escasos riesgos adicionales.

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7.1.2 SEGÚN POTENCIAL DE SEGURIDAD

De acuerdo a la evaluación del nivel de seguridad mediante el método Eurotap, las clasificaciones obtenidas por las estructuras son las siguientes: a) Los más seguros • El túnel de la Autopista Costanera Norte resultó ser el túnel más seguro, al cumplir con los

mínimos requisitos de seguridad y efectivas medidas de protección contra incendios, corroborados mediante ensayos de humos.

• El túnel del Cerro San Cristóbal, casi equiparando al anterior, le sigue como el segundo túnel más

seguro; al presentar un excelente sistema de ventilación y medidas de salvamento en caso de incendios; las que fueron corroboradas mediante ensayos de humos.

• El túnel La Pólvora, se posiciona en el tercer puesto de los túneles más seguro. Este túnel pese a

ser bidireccional, tiene instalaciones de primer nivel y sobredimensiona los requisitos de seguridad exigidos para su tipo.

b) Los menos seguros • El túnel Cristo Redentor ha sido evaluado como el menos seguro, dado que no cuenta con ninguno

de los requisitos mínimos de seguridad exigibles para su tipo.

• El túnel Chacabuco es otro túnel que califica de inseguro, al tener un ineficiente sistema de ventilación longitudinal y carencia absoluta de vías de escape.

7.1.3 CLASIFICACIÓN FINAL DE TÚNELES

• La clasificación final de los túneles fue la siguiente: - Muy satisfactorio : 5 túneles - Satisfactorio : 1 túnel - Aceptable : 1 túnel - Inaceptable : 1 túnel - Muy inaceptable . 1 túnel

• La estructura que obtuvo la mejor calificación fue el túnel de la autopista Costanera Norte, seguido muy de cerca por el túnel del Cerro San Cristóbal. Mientras que el peor evaluado de los túneles estudiados recayó en el Cristo Redentor.

• Cabe hacer notar que el túnel Zapata pese a tener sólo una evaluación de “satisfactorio” en cuánto

a su potencial de seguridad, al presentar un riesgo medio (y uno de los más bajos del estudio), ha calificado de “muy satisfactorio” en la calificación final, debido a que para esas condiciones de riesgo las medidas de seguridad y protección contra incendios son suficientes.

• Los detalles con la clasificación final de los túneles estudiados, se muestra en la siguiente tabla:

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Tabla 12: Clasificación final de los túneles estudiados

Clasificación túneles Observaciones

Muy satisfactorio

Lo Prado Estos túneles presentan altos estándares de seguridad para sus usuarios, en respuesta a los principales riesgos que presentan cada uno de ellos (alto tráfico vehicular en los túneles San Cristóbal, Costanera Norte y Lo Prado, y gran porcentaje de vehículos pesados en un túnel bidireccional como lo es La Pólvora).

La Pólvora

San Cristóbal

Zapata

Costanera Norte

Satisfactorio

Es una estructura que, en general, presentan buenos niveles de seguridad para sus usuarios, aunque no óptimos a la hora de enfrentar un eventual incendio, dada la insuficiencia presentada en sus vías de escape.

Montegordo

Aceptable

Es un túnel que presenta un nivel de seguridad límite dentro de lo normado, dada la carencia absoluta de salidas de emergencia que dificultaría enormemente una exitosa evacuación ante alguna emergencia en su interior.

El Melón

Inaceptable

No presenta los mínimos requisitos de seguridad contra incendios, principalmente debido al ineficiente sistema de ventilación y nulas salidas de emergencia.

Chacabuco

Muy inaceptable

No cuenta con las condiciones mínimas de seguridad, agravado al alto riesgo que implica transitarlo.

Cristo Redentor

7.1.4 RECOMENDACIONES

7.1.4.1 LA PÓLVORA

• Teniendo en cuenta, que el túnel ha sido construido especialmente para el tránsito de vehículos

pesados, se debieran construir salidas de emergencia hacia el exterior, dado el riesgo que implica el alto tránsito de camiones, además de la carga peligrosa.

• Además, el incremento en el tránsito proyectado a futuro, hará que el túnel sea considerado de

clase III y sería eventualmente necesaria la construcción de un túnel paralelo, estableciendo conexiones de emergencia entre ambos, según lo estipula la norma.

7.1.4.2 CRISTO REDENTOR

• Adyacente al túnel, existe otro más pequeño paralelo, llamado Caracoles, que era utilizado por el

tren trasandino que antiguamente unía las ciudades de Los Andes y Mendoza. Este túnel, actualmente se encuentra cerrado, y el Ministerio de Obras públicas ha comprado a ferrocarriles su adquisición, pavimentando sobre los antiguos rieles, instalando un eficiente sistema de iluminación y revistiéndolo de una capa de hormigón, todo esto, hasta el límite con Argentina La idea, sería ocupar este túnel, como una galería de emergencia, haciendo conexiones transversales con el túnel principal, constituyéndose en un acceso expedito para el equipo encargado de enfrentar emergencias y salidas de evacuación, para los usuarios involucrados (ver apartado 3 de anexo B).

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• Otra segunda idea que se baraja, es la posibilidad de ampliar el túnel Caracoles, transformándolo en un túnel de acceso vehicular paralelo y unidireccional, mejorando el problema de congestión, polución y aminorando los riesgos accidentes.

• El alto porcentaje de vehículos pesados que transitan por el túnel, acrecientan la necesidad de

contar con un adecuado drenaje de líquidos tóxicos, dado lo peligroso que es en mucho de los casos, el cargamento transportado entre ambas naciones.

• Los actuales monitores del centro de control, muestran imágenes en blanco y negro, lo que unido

a la presencia constante de humos al interior del túnel, dificultan enormemente la visión del encargado de la vigilancia. Por ello, sería recomendable constar con cámaras móviles en la boca del túnel y detección de incidentes en su interior, ya que un pequeño descuido del operador encargado de la vigilancia, podría significar un retraso crucial en el actuar ante un incendio.

• Resulta casi incomprensible, que un túnel de esta envergadura y con la importancia estratégica

que posee, no cuente con un sistema de ventilación forzada. Por ello, se hace extremadamente urgente, la implementación de un sistema capaz de evacuar las grandes concentraciones de humo existentes, que distan mucho de los niveles de CO aceptables para un túnel de su tipo. Además, en caso de un eventual incendio, el comportamiento del humo estará a merced de la ventilación natural existente, que por lo general resulta imposible de predecir, dada la variabilidad climática que presenta la cordillera andina.

• Dado los altos índices de polución, debería haber un detector de C0 y opacímetros, capaces de

mantener los índices de contaminación, en niveles aceptables. Actualmente, la referencia para determinar el grado de contaminación del túnel, son las cámaras existentes y una revisión in situ, de la visibilidad existente al interior.

• Se recomienda la creación de puestos de emergencia a intervalos no superiores a los 250 metros.

Estos, deben estar equipados, como mínimo, de un teléfono de emergencia y dos extintores. Para complementarlos, es necesaria la instalación con la señalización correspondiente, que guíe al usuario a los equipamientos de emergencia y salidas más próximas, indicando el sentido y distancia a las mismas

• Al menos cada 1000 metros, se debiera contar con paneles de señalización variable y señales de

limitación de velocidad cada 400 metros. Además, en la boca del túnel, un panel electrónico indicando el estado en el que se encuentra, sería una buena manera para complementar la función de los semáforos exteriores y detener el tránsito si fuese necesario.

• Se debiera incorporar un sistema de megafonía, para complementar la función de las cámaras

existentes.

• Se debiera contar con una red de hidrantes, capaz de apalear un eventual incendio. La alternativa más factible sería que ésta fuese una red seca, ya que las bajas temperaturas de la zona, eventualmente podrían llegar a congelar el agua de las cañerías, afectando el servicio.

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7.1.4.3 CHACABUCO

• Cada 400 metros, se debieran tener salidas de emergencia. Actualmente, está en estudio la

construcción de un tubo paralelo con conexiones transversales entre ellos, con el fin de elevar los estándares de seguridad del túnel, y tener una vía mucho más expedita, para un flujo vehicular que promete incrementarse a partir de la pronta inauguración de un casino en la zona de Rinconada de Los Andes.

• Se debieran instalar más limitadores de velocidad, dado que la norma estipula tenerlos cada 400 metros.

• Se debiera hacer un exhaustivo análisis de riesgo, para ver la factibilidad de equipar al túnel con

uno o más bahías de estacionamiento, dada la pronunciada pendiente del túnel.

• Dada la cantidad de camiones que transitan por el túnel y el nulo control que se tiene de ellos, se debiera contar con un óptimo drenaje de líquidos tóxicos.

• El algoritmo de ventilación utilizado, ha sido diseñado para extraer el humo por la boca sur (en

condiciones normales), mediante los 19 ventiladores, a una velocidad que es siempre constante. Al analizar las condiciones geográficas del túnel, se determina que la ventilación natural, por lo general va de Sur a Norte (efecto chimenea por la diferencia de cotas en las alturas de las bocas), por lo que ventilar el túnel en sentido contrario, sólo contribuye a aumentar el gasto energético y complicar la evacuación en caso de incendio. Por ello, se recomienda instalar un sistema de extracción de humos en las bocas que ayude a apalear dicha ineficiencia.

• Debiera instalarse un cable fibroláser conectado al sistema de software del centro de control,

capaz de detectar incendios, ante un incremento en la temperatura al interior del túnel.

• Se recomienda la construcción de nichos de emergencia en lugar de las casetas existentes. Los actuales puestos de emergencia cuentan con un botón de pánico recubierto por un vidrio, que se hace necesario quebrar para su utilización. En muchos incidentes, la gente tiende a utilizar otras formas de comunicación con el personal encargado de la seguridad en el túnel, ya que lo anterior, es percibido como un método destructivo y en ocasiones pasa inadvertido.

• Al no contar con salidas de emergencias, se recomienda, al menos, señalizar la distancia a la boca

de salida más cercana.

• Dada la longitud y alto tránsito que alcanza el túnel en ciertos periodos del año (dado que tiene directo acceso a la ruta 60 CH, que comunica con la República de Argentina), se deben instalar paneles de señalización variable cada mil metros, tal como lo indica las normas internacionales.

• Debiera instalarse sistemas contadores y clasificadores de tráfico, para tener un registro propio de

la cantidad de vehículos que transitan por el túnel y no depender de la información entregada por la plaza de peaje, ubicada a un par de kilómetros de la salida sur del túnel. Actualmente, se aprovecha los datos que otorgan los sensores encargados de medir la velocidad de los automóviles para tener un registro del flujo vehicular diario, pero es un mecanismo bastante inexacto que no discrimina entre vehículos livianos ni pesados, es más, estos últimos se contabilizan como dos automóviles menores, en la mayoría de los casos.

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7.1.4.4 SAN CRISTÓBAL

• Dado el alto impacto vehicular que generará el túnel al momento de inaugurarse, se

recomienda instalar un sistema de radio tráfico, en que los usuarios puedan informarse acerca de las condiciones al interior del túnel, debido a que se prevén atochamientos en horas punta, sobre todo en el tubo C1, cuya boca de salida se encuentra en una zona altamente urbanizada.

• Se recomienda revisar el funcionamiento integrado del sistema de detección de incendios,

debido a que en el último ensayo de humos calientes realizado, el cable fibroláser no detectó a tiempo el foco de incendio.

7.1.4.5 LO PRADO

• Las salidas de emergencias no son suficientes y debieran estar distanciadas a lo menos 400 metros

unas de otras, según lo estipula la norma para un túnel de su clase. • Se recomienda evaluar la viabilidad y eficacia de dotar a los tubos de bahías de estacionamiento,

mediante un pertinente análisis de riesgo.

• El túnel Lo prado I debiera contar con más señales de advertencia sobre la velocidad máxima de circulación por el túnel.

7.1.4.6 ZAPATA

• Pese a ser un túnel relativamente corto debiera contar con otra galería de emergencia, ya que la

distancia que hay desde la única galería hacia las bocas, supera los 500 metros; sobrepasando lo mínimo requerido por la norma.

• Se debiera dar acceso al paso vehicular por alguna de estas galerías de emergencia.

7.1.4.7 EL MELÓN

• Debido a la alta pendiente que tiene el túnel, y al porcentaje de vehículos pesados que transitan (al

rededor del 40% del total), se haría pertinente un análisis de riesgo para ver la posibilidad de construir un nuevo tubo (unidireccional)

• De la misma manera, se debiera equipar con bahías de estacionamiento, debido a que el tráfico

que circula es de unos 2500 vehículos por carril y posee una alta pendiente.

• Dado una alta tasa de vehículos pesados que circulan, se debiera construir un sistema de drenaje para evacuar líquidos tóxicos.

• Al no contar con salidas de emergencias, al menos se debiera señalar la distancia a la boca más

cercana, como vía de escape ante una emergencia.

• No se cuenta con un sistema de detección automática de incidentes.

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• El sistema de ventilación no es óptimo, ya que ha sido testeado en forma reversible y el tiempo de funcionamiento se reduce enormemente, provocando un alto ruido, capaz de dificultar el actuar de los altoparlantes. Por ello, se debiera instalar un extractor para hacer que el sistema sea netamente transversal y mitigar dichos efectos.

• Proteger el cableado, que va por sobre el cielo falso, a las altas temperaturas que puede someterse

en un caso de incendio.

7.1.4.8 COSTANERA NORTE

• Dado que el túnel supera los 3000 metros, se debieran instalar equipos de semáforos al interior del

túnel. • Dado que las puertas de emergencia se emplazan en zonas de estacionamientos, existe el riesgo de

un bloqueo eventual de estas salidas, de no prever barreras adecuadas.

• Debe corregirse la hermeticidad de puertas entre tubos o realizar un manejo efectivo de la sobrepresión en el tubo no afectado en caso de incendio, para asegurar que no ingrese humo al tubo adyacente.

• Es necesario realizar un estudio detallado para ajustar o reestructurar los planes de ventilación en

caso de incendio, dependiendo de la ubicación precisa del incendio y la intensidad de éste. Los planes de incendio deben funcionar en forma automática, minimizando al máximo la participación humana. Los planes de incendio actualmente implementados sólo se basan en la ubicación por zonas del posible incendio.

7.1.4.9 MONTEGORDO

• El túnel se debiera equipar con bahías de estacionamiento a distancias no superiores a los 100 metros, dado que no se prevé construir un carril de emergencia.

• Se debieran construir salidas de emergencia hacia el exterior cada 400 metros. Además, se recomienda instalar un sistema de extracción de humos que complemente el sistema de ventilación longitudinal en el túnel y así dar mejores estándares de seguridad para las personas, ante dichas carencias.

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7.2 CONCLUSIONES GENERALES

• Al realizar un análisis de seguridad de túneles aplicando el método austriaco del año 1997, todas las estructuras cumplirían con el mínimo coeficiente de seguridad requerido para su clase y para el año que representa el estudio. Un análisis por medio de este método al túnel Cristo Redentor arroja el potencial de seguridad más bajo de todas las estructuras analizadas, pero dado su bajo tráfico vehicular diario, cumpliría con los mínimos requisitos de seguridad para su clase. Lo mismo ocurre con el túnel Chacabuco, que pese a estar al límite del valor mínimo requerido, constaría de un potencial de seguridad aceptable. Por ello, al comparar este método con el realizado a través del proyecto Eurotap, queda demostrada la rapidez con que avanza la tecnología y lo exigente que se van haciendo las normas a la hora de evaluar seguridad en los túneles, unido al explosivo crecimiento del tráfico vehicular con el pasar de los años.

• Con la llegada a Chile del sistema de concesiones de carreteras muchos viejos túneles han sido

refaccionados, equipándolos de nueva tecnología, con el fin de elevar los bajísimos estándares de seguridad con los que contaban hace unos años. Al ser en la mayoría de los casos empresas españolas las que se adjudican los proyectos carreteros concesionados, han traído consigo tecnología y normativas de seguridad propias que en Chile aún se desconocían, dándole un matiz europeo a las estructuras nacionales. Un claro ejemplo lo constituyen los túneles Zapata y Lo Prado, que hasta el año 2002 eran túneles bidireccionales, sin sistema de ventilación y con incipientes medidas de protección contra incendios; pasando a ser de los túneles más modernos de Latinoamérica al año de su inauguración, dada una fuerte inversión que se hizo en su acondicionamiento como una de las bases impuestas en su licitación.

• De lo anterior se observa que en el país existen buenos desarrollos para túneles en el ámbito de

las concesiones, aunque aún existen estructuras que necesitan contar con desarrollo tecnológico para disminuir los riesgos y carencias de seguridad. Por ello, el gobierno chileno por medio de la Dirección de Vialidad del Ministerio de Obras Públicas, ha invertido fuertemente en la materia, siendo el túnel la Pólvora uno de sus grandes éxitos, demostrando que un túnel bidireccional también puede adjudicarse la máxima calificación, si se invierte adecuadamente en medidas de seguridad y garantías de protección para todos los usuarios ante una eventual emergencia.

• Por otro lado, con el objetivo de elevar el deficiente estándar de seguridad del túnel chileno-

argentino Cristo Redentor, el actual proyecto de ventilación que se está llevando a cabo en el lado chileno de la estructura, debiera replicarse al lado argentino, para un funcionamiento íntegro y efectivo, ya que con las actuales Bases Técnicas no se ha considerado el manejo de humos en caso de incendio, el que agravado a su gran longitud y bidireccionalidad; obligaría a sistemas de extracción de humos más complejos (ventilación transversal o semitransversal) y con inversiones mucho más cuantiosas. Por lo anterior, el sistema actual sólo operará para la evacuación de contaminantes generados por el paso vehicular.

• En vista de todo lo antes expuesto, se concluye lo mucho que queda por hacer en torno a la

materia y la urgente necesidad de contar con un departamento de túneles que pueda definir normas y estándares mínimos para todos los túneles nacionales, ejercer control sobre ellos y propiciar nuevos financiamientos.

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7.3 RECOMENDACIONES GENERALES

Para compensar conductas erróneas de los conductores en un túnel, no sólo se requiere garantizar un nivel elevado de las normas de seguridad, sino que es necesario un adecuado comportamiento humano en la explotación del túnel para facilitar el autosalvamento en el posible caso de incendio, manejado por un experto con gran capacidad de dirigir a una gran variedad de usuarios con multiplicidad de comportamientos.

Así, a la hora de hablar de adecuadas medidas de seguridad y protección contra incendios en túneles, se deben tener en cuenta los siguientes puntos: • Sistemas y equipamiento : Deben estar apropiadamente configurados para actuar en las adversas

condiciones de un incendio dentro del túnel. • Operación : Los operadores del túnel deben ser capaces de responder apropiadamente

y a tiempo a todos los problemas que surgen ante un incendio. • Preparación : Se deben crear planes de actuación y existir entrenamientos y ejercicios

que faciliten su puesta en marcha (simulacros). • Comunicaciones : Debe existir una política de comunicación adecuada entre todas las

personas que intervienen en una situación de emergencia. • Comportamiento humano : Hay que entender mejor la reacción de los usuarios ante las situaciones

accidentales e informar adecuadamente sobre como deben comportarse para su seguridad y la del resto de personas.

• Ensayos y aprendizaje : No se debe dejar de estudiar el comportamiento del fuego, sacar

conclusiones de accidentes reales y experimentos, mejorar las guías reguladoras y examinar nuevas tecnologías para los túneles del futuro.

Además, es necesario informar a los conductores sobre las distintas situaciones de riesgo en que pueden verse enfrentados al momento de cruzar un túnel y el como prevenirlas; siendo la evacuación la medida de respuesta esencial ante un incendio provocado al interior de la estructura. A continuación se dan una serie de recomendaciones, tanto para los usuarios como para los encargados de la explotación del túnel.

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7.3.1 RECOMENDACIONES AL USUARIO PARA CRUZAR UN TÚNEL CON SEGURIDAD

7.3.1.1 EN SITUACIÓN NORMAL

Antes del túnel

• Antes de entrar, comprobar si tiene combustible suficiente en el depósito. • Conectar la radio y sintonizar la emisora con la información de tráfico. • Encender las luces cortas. • Quitarse los lentes de sol. • Respetar los semáforos y las señales de tráfico.

Dentro del túnel

• Mantener una distancia mayor de seguridad respecto al vehículo anterior. • No superar la velocidad máxima permitida. • Memorizar dónde están las instalaciones de seguridad, como las salidas y los teléfonos de

emergencia • En un túnel con circulación en doble sentido, orientarse siempre por el borde derecho de la

calzada y nunca rebasar la línea mediana o central. • Jamás realizar giros ni marchas hacia atrás. • Detenerse sólo en caso de emergencia.

7.3.1.2 EN SITUACIÓN DE ATOCHAMIENTO

• Encender las luces de emergencia. • Si la circulación se para por completo, mantener al menos cinco metros de distancia respecto al

vehículo anterior. • Si la circulación se para por completo, apagar el motor. • Permanecer dentro del vehículo. • Prestar atención a la información que se recibe de radio tráfico.

7.3.1.3 EN SITUACIÓN DE AVERÍA MECÁNICA (PANNE)

• Encender las luces de emergencia. • Retirar el vehículo a una zona prevista para averías, al arcén de servicio o lo más cerca posible del

borde derecho de la calzada. • Apagar el motor. • Salir del vehículo, prestando suma atención al tráfico. Previo a ello, ponerse el chaleco reflectante

de seguridad. • Informar a las emergencias. Para ello, utilizar el teléfono de emergencia siempre que sea posible y

no el propio celular. • Esperar a ser socorrido al interior del automóvil.

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7.3.1.4 EN SITUACIÓN DE ACCIDENTE

• Encender las luces de emergencia. • Detener el vehículo lo más cerca posible del borde derecho de la calzada. • Apagar el motor. • Salir del vehículo, prestando suma atención al tráfico. Previo a ello, ponerse el chaleco reflectante

de seguridad. • Informar a las emergencias. Para ello, utilizar el teléfono de emergencia siempre que sea posible y

no el propio celular. • Ayudar a las personas lesionadas.

7.3.1.5 EN SITUACIÓN DE INCENDIO DEL PROPIO VEHÍCULO

• Encender las luces de emergencia. • Si es posible, sacar el vehículo del túnel. No realizar giros ni dar marcha atrás. • Si no es posible sacarlo del túnel, retirar el vehículo hacia una zona prevista para averías, el arcén

de servicio o el borde derecho de la calzada. • Apagar el motor y dejar la llave en el contacto. Ponerse el chaleco reflectante. • Informar a las emergencias. Para ello, utilizar el teléfono de emergencia siempre que sea posible y

no un celular. • Intentar apagar el fuego sólo en la etapa inicial. Si no se consigue, alejarse del fuego y abandonar

el túnel rápidamente por las salidas de emergencia. • Ayudar a las personas lesionadas.

7.3.1.6 EN SITUACIÓN DE INCENDIO DE OTRO VEHÍCULO

• Encender las luces de emergencia. • Mantenerse a una gran distancia de seguridad respecto al vehículo incendiado. • Retirar el vehículo a una zona prevista para averías, al arcén de servicio o lo más cerca posible del

borde derecho de la calzada. • Jamás realizar giros ni marchas hacia atrás. • Apagar el motor y dejar la llave en el contacto. • Informar a las fuerzas de salvamento. Para ello, utilizar el teléfono de emergencia siempre que sea

posible y no un celular. • Intentar apagar el fuego sólo en la etapa inicial. Si no se consigue, alejarse del fuego y abandonar

el túnel rápidamente por las salidas de emergencia. • Ayudar a las personas lesionadas.

En todos los casos anteriores, es de vital importancia seguir las instrucciones y atender a las informaciones del personal del túnel.

135

7.3.2 RECOMENDACIONES A LOS EXPLOTADORES DE TÚNELES PARA PROPORCIONAR SEGURIDAD

7.3.2.1 A CORTO PLAZO

• Mejorar información a los conductores: en general, sobre un comportamiento correcto y seguro en

los túneles y específicamente, sobre las instalaciones de seguridad (áreas para averías, teléfonos de emergencia, extintores, vías de escape y similares) en el propio túnel.

• Mejorar la orientación dentro del túnel mediante paredes de color claro, suficiente iluminación y diodos luminosos en el borde de la calzada.

• Advertir a los conductores mientras cruzan el túnel para que mantengan una distancia suficiente de seguridad entre los vehículos.

• En el caso de que el túnel se cierre al tráfico, informar a los conductores sobre la causa, por ejemplo, con la ayuda de señales de tráfico cambiante o indicadores variables. Visualizar oportunamente sobre trayectos alternativos.

• Clara identificación de vías de escape y salidas de emergencia. • Concesionar permisos para el transporte de materias peligrosas sólo previa notificación y con

vehículo acompañante, con una distancia de seguridad suficientemente grande o en horas de poca circulación de vehículos.

• Autorizar para chequear la seguridad del túnel por expertos independientes.

7.3.2.2 A MEDIO Y LARGO PLAZO (ENTRE DOS Y DIEZ AÑOS)

• Con la ayuda del correspondiente control de tráfico, evitar las retenciones, por ejemplo, debido a

un gran volumen de tráfico o a obras, sobre todo en túneles con circulación intensa. • Mejorar la comunicación: se deberá recibir permanentemente información a través de radio

tráfico. El almacenamiento de mensajes en el sistema de radio tráfico deberá ser la norma, debiéndose utilizar mensajes ya preparados en varios idiomas para diferentes situaciones (accidente, cierre, incendio).

• Instalar altavoces en lugares estratégicos, por ejemplo, en áreas de detención y pasillos transversales entre dos tubos. Colocar teléfonos de emergencia a distancias prudentes. Garantizar el funcionamiento permanente del sistema de radio túnel para los cuerpos de intervención.

• Mejorar la video vigilancia: reducir las distancias entre las cámaras; si es necesario, conectar las cámaras automáticamente a un monitor de alarma; registrarlas y guardar los datos automáticamente.

• Inspeccionar los sistemas de ventilación, sobre todo en materia de incendio, y adaptación al estándar actual.

• Instalar áreas para averías y paradas de emergencia a escasa distancia entre ellas en todos los túneles que carecen de arcenes de servicio.

• En todos los túneles que superen los 1 000 metros de longitud, equiparlos con sistemas automáticos de aviso de incendio. Mejorar el registro de incendios, por ejemplo, mediante sistemas combinados (detectores térmicos de posición y dispositivos de medición de oscurecimiento de la visión dispuestos puntualmente evaluación digital de imágenes de vídeo).

• Identificar las vías de escape, por ejemplo, con diodos luminosos, de manera que puedan reconocerse incluso en presencia de humo.

• Enlazar las cámaras de escape existentes con las vías exteriores de escape. • Crear vías de escape y salvamento: construir galerías adicionales; establecimiento a escasa

distancia entre sí de pasadizos hacia segundos tubos ya existentes; remodelar canales de entrada de aire existentes como vías de escape adicionales.

136

• Optimizar equipamiento de los cuerpos de bomberos y garantizar una formación realista (entrenamientos lo más "intensos" posible en túneles de práctica idóneos).

• Instalar puestos de mando centralizados en el túnel con personal calificado. • Imponer a los responsables de seguridad, las obligaciones siguientes:

◊ Formación regular del personal operativo y los servicios de intervención. ◊ Planes de alarma e intervención sincronizados, actualizados periódicamente. ◊ Ejercicios regulares de emergencia con todos los cuerpos de intervención. ◊ Evaluación de averías, accidentes e incendios.

• Incorporar un segundo tubo en los túneles que sólo tienen uno.

7.4 COMENTARIOS GENERALES

• Las últimas catástrofes ocurridas en túneles carreteros en Europa, han despertado una sensibilidad

social frente al tema, existiendo en los últimos años una frenética actividad encaminada a mejorar los estándares de seguridad, no solo en túneles e infraestructuras que se construyan a partir de ahora sino en la actualización y mejora de los ya existentes.

• El aumento de inversiones en la construcción de túneles a nivel nacional, debido a la

geomorfología de Chile y fundamentados en los avances técnicos, la disminución de los valores de construcción y las necesidades de la sociedad actual, ha dado lugar a que el túnel sea asumido como una infraestructura tecnológica, en que el factor humano ha pasado a segundo plano. Esta premisa es fácil de constatar si se observa la evolución que han tenido los túneles, con métodos constructivos cada vez más sofisticados y equipamiento tecnológico de vanguardia, pero poco se ha avanzado en cuanto a señalización e información a los conductores, alertándoles sobre las consecuencias que se pueden derivar de una mala actuación al circular por los túneles.

• De existir un proyecto similar a Eurotap en Chile, en que los túneles sean evaluados de forma

periódica, entregando los resultados a la luz pública y premiando (en dinero) a los que cuenten con los mejores estándares de seguridad; de seguro incentivaría a que se cree una “sana competencia” por obtener el mayor reconocimiento y se elevarían los niveles de seguridad en las estructuras nacionales.

7.4.1 VISIÓN DEL MOP

El Ministerio de Obras Públicas, representado por Sr. José Miguel Ortega, exDirector Regional de Vialidad, exSubdirector de la Vialidad Urbana Nacional y especialista en tecnología ITS, hace referencia a la necesidad nacional de contar con una institucionalidad capaz de legislar sobre túneles, instaurar normas propias y estándares nacionales, que puedan proyectarse también al resto de los países latinoamericanos, fiscalizando que se cumplan los requisitos mínimos en las estructuras, especialmente en materia de seguridad. Esto, debido al bajo control actual que se tiene por parte del Estado, sobre el correcto funcionamiento de las instalaciones en túneles y del modo de operar en caso de incendios por parte de los encargados de explotarlos; quienes aplican normativas propias traídas desde sus países de origen (concesionarias mayoritariamente europeas) que no siempre se adecuan a la realidad nacional; lo que además podría producir un “relajo” en el tiempo respecto a las obligaciones mínimas, al no existir un agente técnico encargado para supervisarlos.

137

7.4.2 VISIÓN DE IDIEM

El Centro de Investigación e Innovación de Estructuras y Materiales de la universidad de Chile (IDIEM), representado por el encargado de Ingeniería en Seguridad contra Incendios Sr. Miguel Ángel Pérez Arias, habla de la importancia de hacer ensayos de incendios en túneles, los que se debieran hacer exigibles a cada unas de las estructuras existentes y proyectos venideros, con el fin de lograr los siguientes objetivos:

o Evaluación general de la seguridad en caso de incendio. o Determinar falencias del sistema de ventilación en caso de incendio. o Determinar condiciones para las que se asegura la evacuación de las personas. o Dar recomendaciones sobre posibles mejoras al sistema.

Para lograr estos objetivos, Sr. Pérez recomienda lo siguiente: - Fijar un escenario de incendio para el diseño de la ventilación. - Explorar diversas condiciones o variantes del escenario de incendio definido mediante un modelo computarizado simplificado, con lo cual poder construir el manual de operación de la ventilación. - Realizar una prueba de un incendio (ensayo de fuego) que entregue datos reales sobre el comportamiento del sistema de ventilación, y que permita ocupar dichos datos para validar algún modelo CFD (modelo tridimensional en régimen permanente). - Validar y ejecutar un modelo CFD para depurar el manual de operación de la ventilación y colocarse en múltiples casos de incendios, para obtener instrucciones claras sobre que hacer en determinados casos y conocer las limitaciones del sistema. - Por último, es primordial brindar una capacitación o todo el personal que esté relacionado con la operación del sistema de ventilación.

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BIBLIOGRAFÍA

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[2] NFPA, 1981, “Manual de Protección contra Incendios”. MAPFRE, USA. [3] MOP, 1998 “Volúmenes de tránsito en los caminos de Chile”. Dirección de Vialidad, Chile. [4] Crespo, A., Colombás, J., Hernández, J., y Moreno, D. (1986). Modelización del movimiento de humos y gases en incendios. Encuentro Internacional de Centros de Investigación y Ensayos de Incendios, Ávila, Octubre 1986. Publicado en Proceedings. Editorial MAPFRE. pp 1-25. [5] Del Rey, I., Migoya, E., Fraile, A., Crespo, A., y Alarcón, E. (2000). Modelos numéricos para el estudio de incendios en túneles. Carreteras. Revista técnica de la Asociación Española de Carreteras. Extraordinario de 2000, 95-109. [6] MIGOYA Valor, Emilio. Modelo zonal para la simulación del movimiento de humos y gases calientes en incendios: aplicación a túneles de carretera. Tesis (Tesis Doctoral, mención Industrial). Madrid. España. Universidad Politécnica de Madrid, Escuela técnica de Ingenieros Industriales, 2002. 362 h. [7] PROGRAMA EUROPEO de evaluación de túneles [en línea]

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[8] ESTUDIOS PREVIOS, proyectos, construcción y explotación de túneles carreteros y Coeficiente de Seguridad Global (I parte) [en línea] < http://www.citop.es/PubPDF/Cimbra377_08.pdf> [consulta 23 de Mayo 2008]

[9] EJEMPLO DE las características de la explotación y conservación de un túnel (II parte) [en línea] < http://www.citop.es/PubPDF/Cimbra378_09.pdf> [consulta 23 de Mayo 2008]

[10] INFORME EUROPEO de evaluación de túneles 2008 “Eurotap 2008” [en línea] <http://www.race.es/opencms/opencms/system/galleries/webrace/downloads/informes_segvial/informe_2008_04_euroTAP.pdf> [consulta 9 de Mayo 2008]

[11] Purser, 1993, “Modelling toxic and physical hazard in FIRE”. Iterflam, USA.

[12] SEMINARIO INTERNACIONAL operación y seguridad en túneles carreteros nuevos y existentes [en línea] <http://www.piarc.org/library/aipcr/4/D999xoL5EM4S25s2PgnOtLjH.pdf> [consulta 16 de Junio 2008]

[13] EU (2004), Directiva 2004/54/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 29 de abril de 2004, sobre requisitos mínimos de seguridad para túneles de la red transeuropea de carreteras (Diario Oficial de la UniónEuropea L 167 de 30 de abril de 2004)

[14] Naciones Unidas (2001), Recommendations or the group of experts on safety in road tunnels.

Final Report. Economics Commission for Europe. Inland Transport Committee. TRANS/AC.7/9. 10 December 2001. Naciones Unidas, 2001.

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[15] ANÁLISIS Y evaluación de riesgo de túneles carreteros en explotación [en línea]

<www.citg.tudelft.nl/.../doc/citatie%20art04.pdf > [consulta 16 Julio 2008] [16] INCENDIO EN túneles [en línea]

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[17] PIARC, 1991, “Road tunnels”. USA.

[18] PIARC, 1995, “Road tunnels: emissions, ventilation, environment”. USA. [19] PIARC, 1999, “Fire and smoke control in road tunnels”. USA.

[20] PIARC, 1995, “Road tunnels: emissions, ventilation, environment”. USA.

[21] NUEVA TECNOLOGÍA para la protección contra incendios [en línea]

<http://www.borrmart.es/articulo_seguritecnia.php?id=1451&numero=330 > [consulta 29 de Abril 2008]

[22] EFICAZ SISTEMA activo de protección contra incendio para el proyecto de túnel parisino en la Autopista A86 [en línea] <http://www.hi-fog.com/en/news/news2006/061114_A86_NT_ES.shtml> [consulta 29 de Abril 2008]

140

GLOSARIO

Clave : Es la parte más alta del túnel. Gálibo : Es la altura libre que hay sobre la calzada o zona de circulación de

vehículos. Siempre es menor que la altura de la clave. Hastíales : Son los laterales izquierdo y derecho del túnel. Suelen estar forrados con

chapa, cuando el túnel no está revestido de hormigón. Bocas : Son los pórticos por los que se penetra y se sale del túnel. Calzadas : Es por donde circulan los vehículos. Aceras : Si existen, son para el tránsito de personas. Cunetas : Son para recogida de líquidos de materias peligrosas. Bahías de estacionamiento : Son sobreanchos para paradas de emergencia de los vehículos.

A 1

ANEXO A: TÚNEL LA PÓLVORA Y SUS INSTALACIONES

1 CONFIGURACIÓN DEL TÚNEL

Fig A.1: Configuración general del túnel T1

2 VENTILACIÓN La distribución del sistema de ventilación, se ve claramente representado en la siguiente ilustración:

Fig. A.2: Distribución del sistema de ventilación túnel T1

A 2

Las características propias que presentan, según su distribución, se detallan en la siguiente tabla

En el Portal santiago En Portal Valparaíso

3 x 2 Aceleradores / 1200 mm 2 x 3 Aceleradores / 1300 mm

Empuje/Potencia: 890 N / 30 KW Empuje/Potencia: 1.170 N / 40 KW Velocidad de Inyección: 33 m/s Velocidad de Inyección: 33 m/s

Tabla A.1: Detalles de los equipos de ventilación

3 INSTALACIONES DEL TÚNEL

Fig A.3: Ventiladores longitudinales, ventilador axial y celosías

Fig A.4: Centro de control

A 3

Fig A.5: Cámaras, semáforos y casetas de emergencia

B 1

ANEXO B: TÚNEL CRISTO REDENTOR Y DETALLES DEL PROYECTO DE VENTILACIÓN

FORZADA.

1. PERFIL DEL TÚNEL

Fig B.1: Perfil longitudinal del túnel

2. CENTRO DE CONTROL .

Fig. B.2: Centro de control (vista interna y externa)

3. TÚNEL CARACOLES

Fig B.3: Túnel Caracoles (vista externa e interna)

B 2

4. NTERVENCIÓN DEL MOP: VENTILACIÓN LONGITUDINAL FORZADA 4.1 VENTILADORES Dado el gálibo del túnel de 4.8 m, establecido para aceptar la sobre carga de camiones, el espacio disponible para los Jet Fans, se reduce y permite instalar sólo unidades con diámetro no superior a 915 mm.. Esta limitación incide en el número total de equipos, debido a que el empuje aportado por cada equipo también disminuye con la reducción del diámetro del equipo. Por ello, en la fase de Estudio, se definió el tipo y cantidad de ventiladores a instalar:

Jet Fans tipo Banana: Máximo diámetro exterior 915 mm Empuje reversible de 480.02 N Potencia Nominal / rpm (indicativo) 30 Kw / 3000 rpm Numero de Jet Fans 14 unidades.

Tabla 1. Características y número de aceleradores

El estudio considera la totalidad de equipos requerido para el proyecto, sin embargo solo la mitad de ellos, es decir siete, corresponden a la parte chilena, siendo responsabilidad del país trasandino, la instalación de los restantes. 4.2 CARACTERÍSTICAS DE LOS EQUIPOS

• Los equipos que se instalen en el túnel deberán cumplir con las características de empuje resultante de los cálculos y ser aptos para soportar temperaturas de 250 ºC durante al menos 1,5 horas.

• Dado lo reducido del espacio disponible para la instalación, los Jet Fans deberán disponer de

fijaciones y soportes especiales para su instalación.

• Cada jet Fan estará dotado de rejillas metálicas en ambos lados del equipo, a fin de evitar la entrada de objetos que puedan dañar los alabes del equipo.

C 1

ANEXO C: INSTALACIONES DE TÚNEL CHACABUCO

1. VENTILACIÓN La distribución de los ventiladores al interior del túnel, es la que se detalla a continuación:

Fig. C.2: Distribución del sistema de ventilación

2. INSTALACIONES DEL TÚNEL

Fig. C.2: Cámara externa, generadores y centro de control (vista externa e interna)

D 1

ANEXO D: DETALLES DE INSTALACIONES Y SIMULACIONES DE INCENDIO EN EL

TÚNEL SAN CRISTÓBAL

1. DIMENSIONES DEL TÚNEL

Fig. D.1: Vista transversal del túnel.

2. CONEXIÓN TRANSVERSAL PARA LOS SERVICIOS DE EMERGENCIA

Fig. D.2: Esquema de puertas de las galerías de emergencia

D 2

3. ILUMINACIÓN

Fig D.3: Zonas en las que se divide el sistema de iluminación

E 1

ANEXO E: DETALLES TÚNEL LO PRADO

1. CONEXIÓN TRANSVERSAL ENTRE TUBOS

Fig. E.1: Galerías Túnel Lo Prado

2. VENTILACIÓN 2.1 VENTILACIÓN LO PRADO II

Fig. E.2: Sistema de ventilación Lo Prado II

2.2 VENTILACIÓN LO PRADO I

Fig. E.3: Sistema de Ventilación Lo Prado I

F 1

ANEXO F: DETALLES TÚNEL ZAPATA

1. CONEXIÓN TRANSVERSAL ENTRE TUBOS

Fig. F.1: Galería peatonal túnel Zapata

G 1

ANEXO G: SOBRE LOS REQUISITOS MÍNIMOS DE SEGURIDAD EN LOS TÚNELES DE LA

COMUNIDAD EUROPEA

A finales de abril de 2004, Bruselas dio el visto bueno a la “Directiva UE sobre los requisitos mínimos en materia de seguridad en túneles viales que superan los 500 metros de longitud y que forman parte de la red transeuropea de comunicaciones” (referido como “Real Decreto 635/2004”), que entró en vigor el 1 de mayo de 2006 en todos los países de la UE; estableciendo el mínimo requisito que es el de “prevenir situaciones críticas que puedan poner en peligro la vida humana, el medio ambiente y las propias infraestructuras, así como proteger a los usuarios en caso de que se produzcan algunas de las citadas situaciones”. La publicación del Real Decreto 635/2004, exige la elaboración de un “análisis de riesgos”, al cual acude para justificar o no determinadas acciones a tomar en los túneles. La evaluación de riesgos es una tarea compleja y no exenta de polémica. Existen actualmente en Europa distintos Comités Técnicos y Grupos de Trabajo desarrollando programas y métodos de elaboración cuantificada de análisis de riesgos. Cada uno de ellos trata de desarrollar una visión particular, adaptada a las circunstancias y realidades de su país, y considerando múltiples factores. En algunos países se opta, de momento, por el modelo QRAM (Quantitative Risk Assessment Model) y DSM (Decisión Support Model), el cual es una variante de un modelo del año 1997, que se utilizaba para valorar o justificar variantes, o circunvalaciones de carreteras en poblaciones debido al paso de tráfico de mercancías peligrosas. El resumen del informe Real Decreto 635/2004, es el que se expone a continuación: 1. MEDIDAS DE SEGURIDAD 1.1. BASES PARA DECIDIR LAS MEDIDAS DE SEGURIDAD. 1.1.1 PARAMETROS DE SEGURIDAD. Las medidas de seguridad a aplicar en cada túnel se basarán en un estudio sistemático de todos los aspectos del sistema compuesto por la infraestructura, los usuarios y los vehículos. Se tendrán en cuenta los parámetros siguientes:

• Longitud del túnel • Número de tubos • Número de carriles • Geometría de la sección transversal • Planta y alzado (especialmente la pendiente) • Tipo de construcción • Tráfico unidireccional o bidireccional • Volumen de tráfico por tubo (incluida su distribución temporal) • Riesgo de congestión (diaria o de temporada) • Tiempo de acceso de los servicios de emergencia • Presencia y porcentaje de vehículos pesados • Presencia, porcentaje y tipo de tráfico de mercancías peligrosas • Características de las vías de acceso • Velocidad máxima autorizada

G 2

• Medio geográfico y climatología 1.1.2 REQUISITOS MINIMOS. Deberán aplicarse los requisitos mínimos de seguridad indicados en los puntos siguientes para garantizar un nivel mínimo de seguridad en los túneles a los que se aplica la presente disposición. A fin de proporcionar una interacción usuario-túnel homogénea en todos los túneles a los que se aplica la presente disposición, no se permitirá excepción alguna en relación con los requisitos establecidos en la misma por lo que se refiere a las instalaciones de seguridad del túnel que están a disposición directa de los usuarios (emisoras de emergencia, señales, bahías de estacionamiento, salidas de emergencia y comunicación por radio cuando resulte necesario). 1.1.3 VOLUMEN DE TRÁFICO. A los efectos del presente, para la determinación del volumen de tráfico, cada vehículo de motor se contará como una unidad. Cuando el número de vehículos pesados supere el 15 % de la TMD, o cuando existan valores de TMD estacionales que sean significativamente superiores se evaluará el riesgo adicional y se tendrá en cuenta incrementando proporcionadamente la cifra de volumen de tráfico en el túnel para la aplicación de los puntos siguientes. 2. MEDIDAS DE INFRAESTRUCTURA. 2.1 NUMERO DE TUBOS Y CARRILES. Los principales criterios para decidir si se construye un túnel de un tubo o de dos serán el volumen de tráfico previsto y la seguridad, teniendo en cuenta aspectos como el porcentaje de vehículos pesados, la pendiente longitudinal y la longitud. En cualquier caso, tratándose de túneles que se encuentren en fase de proyecto, cuando las previsiones al término de un periodo de 15 años muestren que el volumen de tráfico pudiese superar los 7.500 vehículos por día y carril, el túnel deberá disponer de al menos dos tubos de tráfico unidireccional en el momento en que se exceda dicho valor. Con excepción del carril de emergencia, se mantendrá el mismo número de carriles, tanto dentro como fuera del túnel. Cualquier cambio del número de carriles se producirá a una distancia suficiente de la boca del túnel. Esta distancia será, como mínimo, la distancia recorrida en 10 segundos por un vehículo que se desplace a la velocidad máxima autorizada. Si circunstancias geográficas impidiesen que pueda respetarse esta distancia, se tomarán medidas adicionales o reforzadas para aumentar la seguridad.

G 3

2.2 GEOMETRIA DEL TUNEL. Se tendrá especialmente en cuenta la seguridad al proyectar la geometría de la sección transversal y la alineación horizontal y vertical del túnel y sus vías de acceso, ya que sus parámetros tienen una gran influencia en la probabilidad y gravedad de los accidentes. En los túneles con pendientes superiores al 3%, se adoptarán medidas adicionales o reforzadas, o ambas, para incrementar la seguridad, basándose en un análisis de riesgo. Cuando la anchura del carril para vehículos lentos sea inferior a 3,5 metros y se permita la circulación de vehículos pesados, se adoptarán medidas adicionales o reforzadas, o ambas, para incrementar la seguridad, basándose en un análisis de riesgo. Se estudiarán las medidas conducentes a eliminar o paliar el posible efecto del deslumbramiento del conductor del vehículo a la salida del túnel, en especial cuando la alineación de la vía en esta zona coincida con la orientación de los rayos solares en algunas horas del día. En general, no se proyectarán alineaciones en planta con orientación este-oeste. 2.3 PAVIMENTO Y REVESTIMIENTOS DE HORMIGON PROYECTADO. Pavimento: La resistencia al deslizamiento medida por el coeficiente de rozamiento transversal (CRT) del camino en el interior del túnel no será inferior a 60. Salvo razones debidamente justificadas, en túneles de más de 1.000 metros se empleará pavimento de hormigón con aditivos coloreantes para que proporcionen suficiente contraste con las marcas viales. Revestimiento de hormigón proyectado: si el túnel no dispusiese de un revestimiento rígido, deberán instalarse secciones de auscultación permanente en algunas zonas del túnel para tomar las medidas que en cada caso se indiquen en el manual de explotación. 2.4 ACERAS. En los túneles nuevos sin carril de emergencia, se habilitarán aceras, preferentemente elevadas, para que los usuarios del túnel las empleen en caso de avería o accidente. Esto no será de aplicación cuando las características de la construcción del túnel no lo permitan o sólo lo permitan con costos desproporcionados y cuando el túnel sea unidireccional y disponga de vigilancia permanente y de sistema de cierre de los carriles. En los túneles ya existentes que no tengan ni carril de emergencia ni acera, se tomarán medidas adicionales o reforzadas para proporcionar seguridad. 2.5 SALIDAS DE EMERGENCIA Y VIAS DE EVACUACION. Las salidas de emergencia permitirán a los usuarios del túnel utilizarlas para abandonar el túnel sin sus vehículos y llegar a un lugar seguro en caso de accidente o incendio y también proporcionarán acceso a pie a los servicios de emergencia del túnel. Dichas salidas podrán ser:

• salidas directas del túnel al exterior • conexiones transversales entre tubos de túnel

G 4

• salidas a galería de emergencia.

No se construirán refugios que carezcan de salida a vías de evacuación al exterior. En el diseño de las salidas de emergencia y vías de evacuación se prestará especial atención a la seguridad de las personas con discapacidad. Además de los casos indicados, se habilitarán salidas de emergencia en aquellos casos en que los análisis de riesgo pertinentes, entre ellos la extensión del humo y su velocidad de propagación en las condiciones locales, demuestren que la ventilación y demás medidas de seguridad son insuficientes para garantizar la seguridad de los usuarios del túnel. En los túneles existentes de longitud superior a 1.000 metros se evaluará la viabilidad y eficacia de crear nuevas salidas de emergencia. En túneles unidireccionales, cuando se hayan habilitado salidas de emergencia, la distancia entre dos salidas consecutivas no superará en ningún caso los 400 metros en los túneles interurbanos sin retenciones y cada 200 metros en los túneles urbanos e interurbanos en los que se produzcan retenciones al menos 5 días al año y no dispongan de control de accesos. En túneles bidireccionales, cuando se habiliten salidas de emergencia, éstas se dispondrán cada 400 metros en los túneles interurbanos sin retenciones y cada 150 metros en los túneles urbanos y en los interurbanos en los que se produzcan retenciones al menos 5 días al año y no dispongan de control de accesos. Se impedirá por medios adecuados la propagación de humo y de calor a las vías de evacuación situadas tras las salidas de emergencia, de forma que los usuarios del túnel puedan llegar al exterior y los servicios de emergencia puedan acceder al túnel con seguridad. 2.6 ACCESO DE LOS SERVICIOS DE EMERGENCIA. En aquellos túneles de más de un tubo que se encuentran a similar cota a lo largo de la rasante y en los que sea obligatorio este equipamiento, las conexiones transversales deberán poder permitir el acceso de los vehículos de emergencia al menos cada 1.200 metros. Siempre que sea viable técnicamente, se posibilitará el cruce de la mediana en la proximidad de cada boca en el exterior de los túneles de dos o más tubos. 2.7 BAHÍAS DE ESTACIONAMIENTO. En los túneles bidireccionales en fase de proyecto o construcción de longitud mayor de 1.500 metros, con un volumen de tráfico superior a 2.000 vehículos por carril, deberán habilitarse bahías de estacionamiento a distancias no superiores a los 1.000 metros, en caso de que no estén previstos carriles de emergencia o arcenes de anchura superior a 2,5 metros. En los túneles bidireccionales ya existentes de longitud mayor que 1.500 metros, con un volumen de tráfico superior a 2.000 vehículos por carril, que no dispongan de carriles de emergencia, se evaluará la viabilidad y eficacia de dotarlos o no de bahías de estacionamiento mediante los pertinentes análisis de riesgo.

G 5

En los restantes túneles en los que sea requisito la disposición de bahías de estacionamiento, de acuerdo con el apartado 2.21, cuando las características de la construcción del túnel no lo permitan o sólo lo permitan con costos desproporcionados, no será preciso habilitar bahías de estacionamiento si la anchura total del túnel accesible para los vehículos, excluyendo las partes elevadas y los carriles normales de circulación, sea al menos igual a la anchura normal de un carril. Las bahías de estacionamiento contarán con un puesto de emergencia, de acuerdo con el apartado 2.12 2.8 DRENAJE. En túneles de longitud superior a 500 metros, si se permite la circulación por el túnel de vehículos de transportes de mercancías peligrosas, deberán disponerse caces con ranuras, u otros dispositivos, situadas dentro de las secciones transversales de los túneles, que permitan el drenaje de líquidos tóxicos e inflamables. Además, el sistema de drenaje deberá diseñarse y mantenerse de manera que se evite que el fuego y los líquidos inflamables y tóxicos se propaguen dentro del tubo o entre tubos. En los túneles existentes en los que no se puedan cumplir tales requisitos o sólo se puedan cumplir con costos desproporcionados, para decidir si se permite el transporte de productos peligrosos, habrá que basarse en un análisis de riesgo correspondiente. 2.9 RESISTENCIA DE LA ESTRUCTURA A LOS INCENDIOS Y AL AGUA. La estructura principal de todos los túneles en los que el derrumbamiento local de la estructura pueda tener consecuencias catastróficas (por ejemplo, túneles subacuáticos o túneles que puedan causar el colapso de estructuras próximas de importancia) garantizará un nivel suficiente de resistencia al fuego. Se deberá estudiar la influencia del agua de infiltración y prever en su caso las medidas protectoras más adecuadas. 2.10. ILUMINACION. La iluminación normal se proporcionará de modo que asegure a los conductores una visibilidad adecuada de día y de noche en la entrada del túnel, en las zonas de transición y en la parte central. La iluminación de seguridad se proporcionará de modo que permita una visibilidad mínima para que los usuarios del túnel puedan evacuarlo en sus vehículos en caso de avería del suministro de energía eléctrica. La iluminación de emergencia, estará a una altura no superior a 1,5 metros y deberá proyectarse de modo que permita guiar a los usuarios del túnel para evacuarlo a pie con un mínimo de 10 lux y 0,2 cd/m2. 2.11 VENTILACION. Todos los túneles que requieran sistema de ventilación artificial, de acuerdo con el apartado 2.21, deberán contar con su correspondiente sistema de automatismo. El proyecto, la construcción y la explotación del sistema de ventilación deberán tener en cuenta:

G 6

• El control de los contaminantes emitidos por los vehículos de carretera en un flujo de tráfico normal y denso

• El control de los contaminantes emitidos por vehículos de carretera en el caso de que el tráfico

esté detenido a causa de un incidente o accidente

• El control del calor y el humo en caso de incendio. La ventilación longitudinal se utilizará únicamente en los túneles con circulación bidireccional o unidireccional congestionada si un análisis del riesgo determina que es aceptable, o si se toman medidas específicas, tales como una apropiada gestión del tráfico, una reducción de la distancia entre salidas de emergencia y la colocación de extractores de humo a intervalos adecuados. Los sistemas de ventilación deberán poder extraer el humo para un incendio tipo con potencia mínima de 30 MW y caudal mínimo de humos de 120 m3/s. La ventilación en las galerías será independiente. En túneles urbanos de longitud mayor que 200 metros es obligatoria la instalación de un sistema de ventilación. Los sistemas de ventilación transversal o semitransversal se utilizarán en aquellos túneles que requieran un sistema de ventilación mecánica y para los que no se haya autorizado una ventilación longitudinal de conformidad con el punto anterior. Estos sistemas deberán poder extraer el humo en caso de incendio. Para los túneles de longitud superior a 1.000 metros, de tráfico bidireccional, con un volumen de tráfico superior a 1.000 vehículos por carril, dotados de un centro de control y de ventilación transversal o semitransversal, deberán adoptarse las siguientes medidas mínimas relativas a la ventilación:

• Se instalarán reguladores de aire y humo que puedan funcionar separadamente • La velocidad del aire longitudinal deberá controlarse constantemente, y el proceso de control del

sistema de ventilación (reguladores, ventiladores, etc.) deberá ajustarse en consecuencia. 2.12 PUESTOS DE EMERGENCIA. El objeto de los puestos de emergencia es proporcionar diversos equipos de seguridad, en particular teléfonos de emergencia y extintores, pero no tienen la finalidad de proteger a los usuarios de la carretera de los efectos de un incendio. Estos puestos podrán consistir en una cabina junto a la pared o, preferentemente, un nicho vaciado en ella. Deberán estar equipados como mínimo con un teléfono de emergencia y dos extintores. En el caso de cabinas, éstas no deberán obstaculizar la libre circulación de los vehículos de emergencia. Cuando sean exigibles de acuerdo con el apartado 2.21, habrán puestos de emergencia cerca de las bocas y en el interior, situadas a intervalos no superiores a 150 metros para los nuevos túneles y a intervalos no superiores a los 250 metros para los túneles existentes.

G 7

2.13 RED DE HIDRANTES. En aquellos túneles que lo requieran según el apartado 2.21, habrá hidrantes cerca de la entrada y en el interior, a intervalos no superiores a 250 metros. Si no se dispusiese de red de suministro de agua, será obligatorio disponer de otro tipo de abastecimiento propio. El caudal y la presión de la instalación deberán cumplir lo recogido en la Norma de incendios o las que la sustituyan. 2.14 SEÑALIZACION. La señalización de todos los túneles se regirá por el Catálogo de Señales del Código de la Circulación. Se utilizarán señales específicas para identificar todos los equipos de seguridad que están a disposición de los usuarios del túnel. En el Anexo H se indican los signos y paneles a utilizar en los túneles. En todos los túneles unidireccionales interurbanos de más de 200 metros, se limitará la velocidad máxima a 100 km/h, salvo que su geometría u otras características obliguen a mayores limitaciones. En todos los túneles bidireccionales de una sola calzada se prohibirá el adelantamiento y se limitará la velocidad a 80 km/h, salvo que su geometría u otras características impongan menores velocidades. Se colocará en el eje doble línea continua con resaltos y captafaros en su centro de color blanco y separados 5 metros entre sí. El balizamiento se hará con captafaros, cada 10 metros, por el exterior de las líneas de borde, en todos los casos. Cuando la longitud del túnel supere los 250 metros en urbanos o los 500 metros en interurbanos o cuando su geometría u otras características así lo aconsejen, se colocarán elementos de balizamiento anclados a los hastiales, a una altura aproximada de 70 centímetros y separados también 10 metros. En todos los túneles deben colocarse las señales R-300, de separación mínima entre vehículos. Estas señales se colocarán antes de cada boca, según el sentido de la marcha, y se repetirán en el interior del túnel mediante señales fijas, o a través de los paneles de señalización variable. En los túneles de longitud superior a 1.000 metros se dispondrán paneles gráficos y alfanuméricos cada mil metros y señales de afección de carril y limitación de velocidad cada 400 metros. 2.15 CENTRO DE CONTROL. Todos los túneles que lo requieran según el apartado 2.21, deberán estar dotados de un centro de control que recogerá toda la información procedente de las instalaciones fijas. Cuando en dicho apartado no se especifique como requisito la existencia de un centro de control y no obstante sea necesario instalar otros equipamientos tales como ventilación, semáforos, detectores de CO u opácimetros, postes SOS, etc. éstos se conectarán a un puesto desde el cual sea posible actuar sobre los mismos. Deberá instalarse un sistema que garantice las funciones de ventilación, extinción de incendios y suministro de emergencia en el caso de que fallara el sistema de control. El sistema de control deberá ser permanente con mando automático y/o manual, según los casos. La vigilancia de varios túneles se podrá realizar desde un mismo Centro de Control. Si el centro de control estuviese a una distancia superior a 15 kilómetros del túnel, los servicios de explotación de intervención inmediata deberán disponerse a distancia inferior a la indicada.

G 8

2.16 SISTEMAS DE VIGILANCIA. En todos los túneles dotados de un centro de control se instalarán sistemas de vigilancia por vídeo, con orientación y zoom para las cámaras externas, y un sistema capaz de detectar de forma automática incidentes e incendios, todo ello de conformidad con los requisitos establecidos en la normativa vigente para este tipo de instalaciones. En aquellos túneles dotados de ventilación artificial en los que no exista centro de control se instalarán sistemas de detección automática de incendios capaz de poner en funcionamiento aquella. En todos los túneles que lo requieran, según el apartado 2.21, se dispondrán aforadores (espiras) que permitan el registro automático del tráfico en todos los carriles del túnel. 2.17 EQUIPOS PARA EL CIERRE DEL TUNEL. En todos los túneles que lo requieran según el apartado 2.21, se instalarán semáforos y barreras antes de las entradas, con los pertinentes preavisos, a suficiente distancia para que la detención se efectúe sin riesgo para la seguridad y sin obstaculizar el acceso de los vehículos de emergencia y de forma que el túnel pueda cerrarse al tráfico en caso de emergencia. Podrán utilizarse además otros medios adicionales, tales como señales de mensaje variable, para garantizar la efectividad de dicha medida. Dentro de los túneles que lo requieran según el apartado 2.21, se recomienda situar equipos para detener los vehículos en caso de emergencia. Dichos equipos, separados a una distancia máxima de 1.000 metros, consistirán en semáforos u otros medios, tales como altavoces, señales de mensaje variable y barreras. 2.18 SISTEMAS DE COMUNICACIONES. En todos los túneles que lo requieran según el apartado 2.21, se instalarán equipos de transmisión por radio para su utilización por los servicios de emergencia. Cuando se disponga de un centro de control, deberá ser posible interferir la transmisión por radio de los canales destinados a los usuarios del túnel, con objeto de emitir mensajes de emergencia. Los refugios y otras instalaciones en las que los usuarios del túnel puedan esperar antes de su evacuación al exterior estarán equipados con altavoces. 2.19 SUMINISTRO DE ELECTRICIDAD Y CIRCUITOS ELECTRICOS. Todos los túneles que lo requieran según el apartado 2.21, deberán disponer de doble fuente de suministro de energía y de grupos electrógenos, así como de un sistema de alimentación ininterrumpida (SAI). Los grupos electrógenos deben poder cubrir la iluminación de emergencia, los sistemas informáticos y la ventilación en modo degradado. El requisito de doble fuente de suministro de energía no será aplicable en túneles urbanos. Los circuitos eléctricos, los de medida y los de control estarán diseñados de tal manera que un fallo local, por cualquier causa, no afecte a los circuitos que no hayan sufrido daños.

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2.20 RESISTENCIA DE LOS EQUIPOS AL FUEGO. El grado de resistencia al fuego de todos los equipos del túnel será el adecuado para mantener las necesarias funciones de seguridad en caso de incendio en aquel. 2.21 EQUIPAMIENTO MINIMO SEGUN LA TIPOLOGIA DE TUNEL. 2.21.1 TÚNELES UNIDIRECCIONALES Además de aplicarse a túneles independientes, las condiciones de este apartado se aplicarán a grupos de túneles en los que uno de ellos al menos cumpla cualquiera de estas condiciones: a) Longitud mayor que 1.000 metros b) Longitud mayor que 500 metros y menor que 1.000 metros e TMD por carril mayor que 2.000 c) Urbanos de longitud mayor que 200 metros Y en los demás del grupo la TMD por carril sea mayor que 2.000 y la distancia al que cumple la condición sea menor que 10 kilómetros. a) Túneles de longitud mayor que 1.000 metros.

• Aceras. • Salidas de emergencia. • Conexiones transversales para acceso de los servicios de emergencia. • Cruce de la mediana fuera de cada boca. • Bahías de estacionamiento en las condiciones fijadas • Drenaje de líquidos tóxicos. • Centro de control. • Circuito cerrado de TV. • Sistema informático de extracción de humos, automático y manual. • Iluminación normal. • Iluminación de seguridad. • Iluminación de emergencia. • Ventilación. • Doble suministro eléctrico. • Generadores de emergencia. • Sistema de alimentación ininterrumpida (SAI). • Detectores de CO. • Opacímetros. • Cable para detección de incendios. • Detección automática de incidentes. • Puestos de emergencia. • Señalización de salidas y equipamientos de emergencia. • Señalización según Norma. • Paneles de señalización variable. • Barreras exteriores. • Semáforos exteriores. • Semáforos interiores (si el tubo mide igual o más de 3.000 m).

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• Megafonía. • Red de hidrantes. • Aforadores. • Sistema de radiocomunicación para servicios de emergencia. • Mensajería de emergencia por canales de radio para usuarios (cuando existan).

b) Túneles de longitud igual o menor que 1.000 metros y mayor que 500 metros. b.1) Túneles con una TMD por carril superior a 2.000 veh/día:

• Aceras. • Salidas de emergencia. • Cruce de la mediana fuera de cada boca. • Drenaje de líquidos tóxicos. • Centro de control. • Circuito cerrado de TV. • Sistema informático de extracción de humos, automático y manual. • Iluminación normal. • Iluminación de seguridad. • Iluminación de emergencia. • Ventilación. • Generadores de emergencia. • Sistema de alimentación ininterrumpida (SAI). • Detectores de CO. • Opacímetros. • Cable para detección de incendios. • Detección automática de incidentes. • Puestos de emergencia. • Señalización de salidas y equipamientos de emergencia. • Señalización según Norma. • Paneles de señalización variable. • Barreras exteriores. • Semáforos exteriores. • Megafonía. • Red de hidrantes. • Aforadores. • Mensajería de emergencia por canales de radio para usuarios (cuando existan).

b.2) Túneles con una TMD por carril igual o inferior a 2.000 veh/día:

• Aceras. • Salidas de emergencia. • Cruce de la mediana fuera de cada boca. • Drenaje de líquidos tóxicos. • Iluminación normal. • Iluminación de seguridad. • Iluminación de emergencia. • Ventilación. • Generadores de emergencia. • Sistema de alimentación ininterrumpida (SAI).

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• Detectores de CO. • Opacímetros. • Cable para detección de incendios. • Puestos de emergencia. • Señalización de salidas y equipamientos de emergencia. • Señalización según Norma. • Barreras exteriores. • Semáforos exteriores. • Megafonía. • Red de hidrantes. • Aforadores. • Mensajería de emergencia por canales de radio para usuarios (cuando existan).

Si el túnel fuese urbano además deberá disponer de:

• Centro de control. • Circuito cerrado de TV. • Sistema informático de extracción de humos, automático y manual. • Detección automática de incidentes. • Paneles de señalización variable.

c) Túneles de longitud igual o menor que 500 metros y mayor que 200 metros. c.1) Túneles con una TMD por carril superior a 2.000 veh/día:

• Salidas de emergencia. • Iluminación normal. • Detectores de CO. • Opacímetros. • Puestos de emergencia. • Señalización de salidas y equipamientos de emergencia. • Señalización según Norma • Semáforos exteriores.


• Centro de control. • Circuito cerrado de TV. • Sistema informático de extracción de humos, automático y manual. • Iluminación de seguridad. • Iluminación de emergencia. • Ventilación. • Generadores de emergencia. • Sistema de alimentación ininterrumpida (SAI). • Cable para detección de incendios. • Detección automática de incidentes. • Paneles de señalización variable. • Barreras exteriores. • Megafonía. • Red de hidrantes.

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c.2) Túneles con una TMD por carril igual o inferior a 2.000 veh/día:

• Iluminación normal. • Señalización según Norma.


• Salidas de emergencia. • Centro de control. • Circuito cerrado de TV. • Sistema informático de extracción de humos, automático y manual. • Iluminación de seguridad. • Iluminación de emergencia. • Ventilación. • Generadores de emergencia. • Sistema de alimentación ininterrumpida (SAI). • Detectores de CO. • Opacímetros. • Cable para detección de incendios. • Detección automática de incidentes. • Puestos de emergencia. • Señalización de salidas y equipamientos de emergencia. • Paneles de señalización variable. • Barreras exteriores. • Semáforos exteriores. • Megafonía. • Red de hidrantes.

d) Túneles de longitud igual o menor que 200 metros. Si el túnel fuese urbano deberá disponer de:

• Salidas de emergencia. • Iluminación normal. • Iluminación de seguridad. • Iluminación de emergencia. • Sistema de alimentación ininterrumpida (SAI). • Detectores de CO. • Opacímetros. • Puestos de emergencia. • Señalización de salidas y equipamientos de emergencia. • Señalización según Norma. • Barreras exteriores. • Semáforos exteriores.

2.21.2 TÚNELES BIDIRECCIONALES Además de aplicarse a túneles independientes las condiciones de este apartado se aplicarán también a grupos de túneles en los que uno de ellos cumpla cualquiera de estas condiciones: a) Longitud mayor que 1.000 metros e TMD por carril mayor que 1.000

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b) Longitud mayor que 500 metros y menor que 1.000 metros e TMD por carril mayor que 2.000 c) Urbanos de longitud mayor que 200 metros Y en los demás túneles del grupo la TMD por carril sea mayor que 2.000 veh/día y la distancia al que cumple la condición sea menor que 10 kilómetros. a) Túneles de longitud mayor que 1.000 metros. a.1) Túneles con una TMD por carril superior a 1.000 veh/día:

• Aceras. • Salidas de emergencia. • Bahías de estacionamiento en las condiciones fijadas • Drenaje de líquidos tóxicos. • Centro de control. • Circuito cerrado de TV. • Sistema informático de extracción de humos, automático y manual. • Iluminación normal. • Iluminación de seguridad. • Iluminación de emergencia. • Ventilación. • Doble suministro eléctrico. • Generadores de emergencia. • Sistema de alimentación ininterrumpida (SAI). • Detectores de CO. • Opacímetros. • Cable para detección de incendios. • Detección automática de incidentes. • Estaciones de emergencia. • Señalización de salidas y equipamientos de emergencia. • Señalización según Norma • Paneles de señalización variable. • Barreras exteriores. • Semáforos exteriores. • Semáforos interiores (si algún tubo mide igual o más de 3.000 metros). • Megafonía. • Red de hidrantes. • Aforadores. • Sistema de radiocomunicación para servicios de emergencia. • Mensajería de emergencia por canales de radio para usuarios (cuando existan)

a.2) Túneles con una TMD por carril igual o inferior a 1.000 veh/día:

• Aceras. • Salidas de emergencia. • Drenaje de líquidos tóxicos. • Iluminación normal. • Iluminación de seguridad. • Iluminación de emergencia.

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• Ventilación. • Doble suministro eléctrico. • Generadores de emergencia. • Sistema de alimentación ininterrumpida (SAI). • Detectores de CO. • Opacímetros. • Cable para detección de incendios. • Puestos de emergencia. • Señalización de salidas y equipamientos de emergencia. • Señalización según Norma • Barreras exteriores. • Semáforos exteriores. • Megafonía. • Red de hidrantes. • Aforadores. • Mensajería de emergencia por canales de radio para usuarios (cuando existan).


• Centro de control. • Circuito cerrado de TV. • Sistema informático de extracción de humos, automático y manual. • Detección automática de incidentes. • Paneles de señalización variable. •

b) Túneles de longitud igual o menor que 1.000 metros y mayor que 500 metros. b.1) Túneles con una TMD por carril superior a 2.000 veh/día:

• Aceras. • Salidas de emergencia. • Drenaje de líquidos tóxicos. • Centro de control. • Circuito cerrado de TV. • Sistema informático de extracción de humos, automático y manual. • Iluminación normal. • Iluminación de seguridad. • Iluminación de emergencia. • Ventilación. • Generadores de emergencia. • Sistema de alimentación ininterrumpida (SAI). • Detectores de CO. • Opacímetros. • Cable para detección de incendios. • Detección automática de incidentes. • Estaciones de emergencia. • Señalización de salidas y equipamientos de emergencia. • Señalización según Norma. • Paneles de señalización variable. • Barreras exteriores.

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• Semáforos exteriores. • Megafonía. • Red de hidrantes. • Aforadores. • Mensajería de emergencia por canales de radio para usuarios (cuando existan).

b.2) Túneles con TMD por carril igual o inferior a 2.000 veh/día:

• Aceras. • Salidas de emergencia. • Drenaje de líquidos tóxicos. • Iluminación normal. • Iluminación de seguridad. • Iluminación de emergencia. • Ventilación. • Generadores de emergencia. • Sistema de alimentación ininterrumpida (SAI). • Detectores de CO. • Opacímetros. • Cable para detección de incendios. • Puestos de emergencia. • Señalización de salidas y equipamientos de emergencia. • Señalización según Norma. • Barreras exteriores (si TMD mayor que 1.500 veh/carril). • Semáforos exteriores (si TMD mayor que 1.500 veh/carril). • Megafonía. • Red de hidrantes. • Aforadores. • Mensajería de emergencia por canales de radio para usuarios (cuando existan).


• Centro de control. • Circuito cerrado de TV. • Sistema informático de extracción de humos, automático y manual. • Detección automática de incidentes. • Paneles de señalización variable.

c) Túneles de longitud igual o menor que 500 metros y mayor que 200 metros. c.1) Túneles con TMD por carril superior a 1.000 veh/día

• Iluminación normal. • Iluminación de seguridad. • Iluminación de emergencia. • Sistema de alimentación ininterrumpida (SAI). • Extintores. • Señalización de salidas y de equipamientos de emergencia. • Señalización según Norma.


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• Salidas de emergencia. • Centro de control. • Circuito cerrado de TV. • Sistema informático de extracción de humos, automático y manual. • Ventilación. • Generadores de emergencia. • Detectores de CO. • Opacímetros. • Cable para detección de incendios. • Detección automática de incidentes. • Puestos de emergencia. • Señalización de salidas y equipamientos de emergencia. • Paneles de señalización variable. • Barreras exteriores. • Semáforos exteriores. • Megafonía. • Red de hidrantes.

c.2) Túneles con TMD por carril igual o inferior a 1.000 veh/día

• Iluminación normal. • Señalización de salidas y equipamientos de emergencia. • Señalización según Norma.


• Salidas de emergencia. • Centro de control. • Circuito cerrado de TV. • Sistema informático de extracción de humos, automático y manual. • Iluminación normal. • Iluminación de seguridad. • Iluminación de emergencia. • Ventilación. • Generadores de emergencia. • Sistema de alimentación ininterrumpida (SAI). • Detectores de CO. • Opacímetros. • Cable para detección de incendios. • Detección automática de incidentes. • Estaciones de emergencia. • Señalización de salidas y equipamientos de emergencia. • Paneles de señalización variable. • Barreras exteriores. • Semáforos exteriores. • Megafonía. • Red de hidrantes.

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d) Túneles de longitud igual o menor que 200 metros.

• Señalización según Norma. • Si el túnel fuese urbano además deberá disponer de: • Iluminación normal. • Iluminación de seguridad. • Iluminación de emergencia. • Sistema de alimentación ininterrumpida (SAI). • Extintor.

3. MEDIDAS RELACIONADAS CON LA EXPLOTACION 3.1 MEDIOS DE EXPLOTACION. La explotación debe estar organizada y disponer de los medios adecuados de forma que se garanticen la continuidad y seguridad del tráfico a través del túnel. El personal que participe en la explotación, así como los servicios de emergencia, recibirán una formación adecuada, tanto inicial como continua. 3.2 PLANIFICACION DE EMERGENCIAS. Deberá haber planes de respuesta a situaciones de emergencia para todos los túneles que deban disponer de Manual de Explotación. Respecto de los túneles transfronterizos, se estará a lo dispuesto en el plan conjunto de respuesta a situaciones de emergencia. 3.3 OBRAS EN LOS TUNELES. El cierre o corte total o parcial de carriles, con ocasión de obras de construcción o de mantenimiento, siempre comenzará fuera del túnel. Con este fin podrán utilizarse señales de mensaje variable, semáforos y barreras mecánicas. 3.4 RESPUESTA A ACCIDENTES E INCIDENTES. En caso de accidente o incidente grave en un túnel, se cerrarán inmediatamente al tráfico los tubos afectados. Esto se hará activando simultáneamente no sólo los equipos mencionados situados exteriormente al túnel, sino también las señales de mensaje variable, los semáforos y las barreras mecánicas dentro de éste, cuando existan estos dispositivos, de forma que todo el tráfico pueda detenerse lo antes posible fuera y dentro del túnel. En los túneles de longitud inferior a 1.000 metros, el cierre podrá efectuarse por otros medios. El tráfico se gestionará de tal modo que los vehículos no afectados puedan abandonar rápidamente el túnel. En túneles bidireccionales importantes con gran volumen de tráfico, se determinará, mediante un análisis de riesgo, si deben situarse servicios de emergencia propios en el centro de control.

G 18

3.5 ACTIVIDAD DEL CENTRO DE CONTROL. En aquellos túneles que hayan de disponer de centro de control, según el apartado 2.21, incluidos los transfronterizos, aquél será capaz de controlar en su totalidad y en todo momento las condiciones de explotación del túnel. 3.6 CIERRE DEL TUNEL. En caso de cierre del túnel (independientemente del tiempo de duración), deberá informarse a los usuarios de los mejores itinerarios alternativos mediante los adecuados sistemas de información. Dichos itinerarios alternativos formarán parte de planes sistemáticos de emergencia. Tendrán como finalidad mantener en lo posible las condiciones de circulación y reducir al mínimo los efectos secundarios en la seguridad de las zonas circundantes. 3.7 TRANSPORTE DE MERCANCIAS PELIGROSAS. Con excepción de aquellos túneles incluidos dentro de los itinerarios recomendados para el transporte de mercancías peligrosas, no se permitirá el transporte de éstas por los túneles incluidos en el ámbito de esta disposición, salvo que se demuestre que no hay alternativa más favorable mediante un análisis de riesgo. En todo caso, se aplicarán las siguientes medidas en relación con el acceso a los túneles de los vehículos que transportan mercancías peligrosas, tal como las define la normativa vigente en materia de transporte de mercancías peligrosas por carretera:

• Colocar la señalización adecuada antes de la última salida posible anterior al túnel y en las entradas del mismo, así como con una antelación que permita a los conductores optar por itinerarios alternativos.

• Estudiar medidas específicas de funcionamiento destinadas a reducir los riesgos relativos a todos

o alguno de los vehículos que transportan mercancías peligrosas a través de túneles, como son la declaración antes de entrar en los mismos o la formación de convoyes con vehículos de escolta, teniendo en cuenta cada caso particular, además del mencionado análisis del riesgo.

3.8 ADELANTAMIENTOS EN LOS TUNELES. Se realizará un análisis de riesgo para decidir si es posible autorizar que los vehículos pesados efectúen adelantamientos en los túneles con más de un carril en cada sentido. En los demás casos se prohibirá expresamente el adelantamiento. 3.9 DISTANCIA ENTRE VEHICULOS Y VELOCIDAD. La velocidad de los vehículos y la distancia de seguridad entre ellos son especialmente importantes en los túneles y recibirán especial atención. Así, se recomendará a los usuarios de los túneles la velocidad y distancia adecuadas. En condiciones normales, los usuarios de la carretera deberán cumplir la normativa vigente en materia de tráfico y seguridad vial.

G 19

4. CAMPAÑAS DE INFORMACION. Se organizarán campañas de información sobre la seguridad en los túneles, tomando como base las recomendaciones de las organizaciones internacionales competentes. Dichas campañas de información abordarán el correcto comportamiento de los usuarios de las carreteras al aproximarse a los túneles y al circular por su interior, especialmente por lo que respecta a las averías de los vehículos, la congestión, los accidentes y los incendios. La información sobre los equipos de seguridad disponibles y sobre la conducta correcta del usuario de la carretera en los túneles se facilitará en lugares cómodos para los usuarios de los túneles.

H 1

ANEXO H: SEÑALIZACIÓN DE TÚNELES SEGÚN DIRECTIVA EUROPEA

1. REQUISITOS GENERALES. Se incluyen en este anexo las señales y símbolos que han de utilizarse en los túneles. Su descripción figura en el Convenio de Viena sobre señalización vial de 1968 y demás normativa vigente en materia de señalización de carreteras y circulación, salvo que se indique lo contrario.

• Se utilizarán señales viales para identificar los siguientes equipos de seguridad de los túneles: - Bahías de estacionamiento. - Salidas de emergencia: se utilizará la misma señal para todos los tipos de salidas de emergencia. - Vías de evacuación: las dos salidas de emergencia más próximas estarán señalizadas en las paredes a distancias no superiores a 25 m, y a una altura de entre 1,0 y 1,5 metros por encima del nivel de la vía de evacuación, con indicación de las distancias que hay hasta las salidas. - Puestos de emergencia: señales que indiquen la presencia de teléfonos de emergencia y extintores. • Radio. En los túneles en los que se pueda recibir información a través de la radio, se indicará a los

usuarios antes de la entrada, mediante los signos adecuados, cómo se puede recibir esta información.

• Las señales e indicaciones se diseñarán y situarán de modo que sean claramente visibles.

2 DESCRIPCION DE LAS SEÑALES Y PANELES. Se utilizarán las señales adecuadas en la zona de advertencia anterior al túnel, dentro de éste y después del final del mismo. 2.1 SEÑAL DE TÚNEL

• Se situará la siguiente señal en cada entrada del túnel:

Fig. H.1: Señal de túnel

H 2

• La longitud se indicará ya sea en el panel o en otro panel H2. Asimismo se indicarán las instalaciones de seguridad del túnel y las obligaciones específicas de circulación dentro del mismo (velocidad máxima, separación entre vehículos, etc.) en la forma siguiente:

Fig. H.2: Señal indicando instalaciones de seguridad del túnel

Fig. H.3: Señal indicando velocidad máxima y separación entre vehículos

• En el caso de los túneles de longitud superior a 3.000 metros, se indicará cada 1.000 metros la longitud restante del túnel con este mismo tipo de señal.

• También podrá indicarse el nombre del túnel.

2.2 SEÑALIZACIÓN HORIZONTAL

• Deberá haber líneas horizontales en el borde de la carretera de acuerdo con la Norma de la Instrucción de Carreteras sobre señalización horizontal.

• En los túneles bidireccionales, deberán utilizarse a lo largo de la separación entre sentidos, medios

claramente visibles para separarlos.

H 3

2.3 SEÑALES Y PANELES PARA INFORMAR DE INSTALACIONES 2.3.1 ESTACIONES DE EMERGENCIA

• En las estaciones de emergencia se situarán señales de información, que serán señales acordes con la normativa vigente e indicarán los equipos disponibles para los usuarios de la carretera, como son las siguientes:

Fig. H.4: Señal indicando equipos disponibles en las estaciones de emergencia del túnel

• En las estaciones de emergencia que estén separadas del túnel por una puerta, se indicará mediante un texto, claramente legible y escrito en varias lenguas, que la estación de emergencia no garantiza protección en caso de incendio. Un ejemplo sería el siguiente: ”Esta zona no protege del fuego, siga las señales hacia las salidas de emergencia”.

2.3.2 BAHÍAS DE ESTACIONAMIENTO Las señales que indiquen las bahías de estacionamiento deben ser señales E acordes con el Convenio de Viena. Los teléfonos y extintores se indicarán mediante un panel adicional o incorporado a la propia señal.

Fig. H.5: Señal indicando bahías de estacionamiento

2.3.3 SALIDAS DE EMERGENCIA

• Las señales que indiquen las salidas de emergencia deben ser señales G acordes con el Convenio de Viena.

Fig. H.6: Señal indicando salidas de emergencia

H 4

• También es necesario señalizar en las paredes las dos salidas más próximas.

Fig. H.7: Señal indicando las salidas de emergencia más próximas 2.3.4 SEÑALIZACIÓN DE LOS CARRILES Estas señales pueden ser circulares o rectangulares.

Fig. H.8: Señales indicando carriles de circulación

2.3.5 SEÑALES DE MENSAJE VARIABLE Estas señales mostrarán indicaciones claras que informen a los usuarios del túnel de las eventuales congestiones, averías, accidentes, incendios u otros peligros.

I 1

ANEXO I: DETALLES DE CÁLCULO PARA EVALUACIÓN DE TÚNELES SEGÚN EUROTAP

Tabla I.1: Cálculo del potencial de seguridad de túnel La Pólvora.

Túnel Sistema Iluminación Tráfico/control Comunicación

Vías de escape.

Protección incendios Ventilación

Gestión urgencia Calificación

La Pólvora

1.1 6 2.1 7 3.1 5 4.1 3 5.1 7 6.1 7 7.1 7 8.1 7

6,41640693

1.2 7 2.2 7 3.2 7 4.2 7 5.2 2 6.2 7 7.2 7 8.2 7

1.3 7 3.3 3 4.3 7 5.3 7 6.3 7 7.3 7 8.3 7

1.4 7 3.4 5 4.4 7 5.4 5 6.4 7 7.4 7 8.4 7

1.5 7 3.5 7 5.5 5 6.5 7 7.5 7 8.5 7

3.6 7 6.6 6 7.6 ó 7.7 7

8.6 6

3.7 7 6.7 7

3.8 7

3.9 7

3.10 7

3.11 5

Ptos. 1 Ptos. 0,5 Ptos. 1,04 Ptos. 0,7 Ptos. 0,7 Ptos. 1,234286 Ptos. 0,8 Ptos. 0,54667

Tabla I.2: Cálculo del potencial de seguridad de túnel Cristo Redentor.


Vías de escape



Cristo Redentor

1.1 2 2.1 4 3.1 3 4.1 2 5.1 2 6.1 2 7.1 2 8.1 2

2,69076883

1.2 2 2.2 4 3.2 2 4.2 2 5.2 2 6.2 2 7.2 2 8.2 3

1.3 7 3.3 2 4.3 2 5.3 2 6.3 2 7.3 2 8.3 3

1.4 4,7 3.4 3 4.4 2 5.4 2 6.4 2 7.4 2 8.4 2

1.5 5 3.5 2 5.5 2 6.5 2,5 7.5 2 8.5 3

3.6 2 6.6 2,5 7.6 ó 7.7 2

8.6 2

3.7 2 6.7 2

3.8 7

3.9 2

3.10 7

3.11 2

Ptos. 0,6 Ptos. 0,3 Ptos. 0,53 Ptos. 0,2 Ptos. 0,3 Ptos. 0,385714 Ptos. 0,2 Ptos. 0,2

I 2

Tabla I.3: Cálculo del potencial de seguridad de túnel Chacabuco.


Vías de escape



Chacabuco

1.1 2 2.1 7 3.1 4 4.1 2 5.1 2 6.1 2 7.1 6 8.1 5

3,78939827

1.2 2 2.2 7 3.2 6 4.2 7 5.2 2 6.2 2 7.2 6 8.2 5

1.3 7 3.3 2 4.3 7 5.3 2 6.3 2 7.3 6 8.3 3

1.4 4 3.4 4 4.4 2 5.4 2 6.4 2 7.4 4 8.4 3

1.5 6 3.5 2 5.5 3 6.5 2 7.5 3 8.5 4,5

3.6 2 6.6 4 7.6 ó 7.7 5

8.6 3

3.7 2 6.7 2

3.8 7

3.9 2

3.10 7

3.11 3


Tabla I.4: Cálculo del potencial de seguridad de túnel San Cristóbal.


Vías de escape



San Cristóbal

1.1 7 2.1 7 3.1 4 4.1 3 5.1 7 6.1 7 7.1 7 8.1 6

6,57831169

1.2 7 2.2 7 3.2 7 4.2 7 5.2 7 6.2 7 7.2 7 8.2 6

1.3 7 3.3 4 4.3 7 5.3 7 6.3 7 7.3 7 8.3 6

1.4 7 3.4 5 4.4 7 5.4 7 6.4 7 7.4 7 8.4 7

1.5 7 3.5 7 5.5 7 6.5 7 7.5 7 8.5 6

3.6 7 6.6 6 7.6 ó 7.7 7

8.6 5

3.7 7 6.7 5

3.8 7

3.9 7

3.10 7

3.11 5

Ptos. 1 Ptos. 0,5 Ptos. 1,04 Ptos. 0,7 Ptos. 1 Ptos. 1,182857 Ptos. 0,8 Ptos. 0,48

I 3

Tabla I.5: Cálculo del potencial de seguridad de túnel Lo Prado.


Vías de escape



Lo Prado

1.1 7 2.1 7 3.1 5 4.1 2 5.1 7 6.1 6 7.1 7 8.1 5

6,10281169

1.2 7 2.2 7 3.2 7 4.2 7 5.2 3 6.2 6 7.2 7 8.2 6

1.3 7 3.3 2 4.3 7 5.3 7 6.3 2 7.3 7 8.3 6

1.4 7 3.4 5 4.4 7 5.4 6 6.4 7 7.4 7 8.4 6

1.5 7 3.5 7 5.5 6 6.5 7 7.5 3 8.5 6

3.6 7 6.6 5 7.6 ó 7.7 7

8.6 5

3.7 7 6.7 6

3.8 7

3.9 7

3.10 7

3.11 6


Tabla I.6: Cálculo del potencial de seguridad de túnel Zapata.


Vías de escape



Zapata

1.1 7 2.1 7 3.1 5 4.1 2 5.1 3 6.1 6 7.1 7 8.1 5

5,85369048

1.2 7 2.2 7 3.2 7 4.2 7 5.2 3 6.2 6 7.2 7 8.2 6

1.3 7 3.3 2 4.3 7 5.3 6 6.3 2 7.3 7 8.3 6

1.4 7 3.4 5 4.4 7 5.4 3 6.4 7 7.4 7 8.4 6

1.5 7 3.5 7 5.5 5 6.5 7 7.5 4 8.5 6

3.6 7 6.6 5 7.6 ó 7.7 7

8.6 5

3.7 7 6.7 6

3.8 7

3.9 7

3.10 7

3.11 5


I 4

Tabla I.7: Cálculo del potencial de seguridad de túnel El Melón.


Vías de escape



El Melón

1.1 4 2.1 7 3.1 5 4.1 7 5.1 6 6.1 5 7.1 7 8.1 4

4,87571861

1.2 5 2.2 7 3.2 7 4.2 7 5.2 2 6.2 2 7.2 7 8.2 6

1.3 7 3.3 2 4.3 7 5.3 2 6.3 2 7.3 6 8.3 5

1.4 4 3.4 5 4.4 5 5.4 3 6.4 2 7.4 7 8.4 5

1.5 7 3.5 7 5.5 2 6.5 6 7.5 3 8.5 5

3.6 5 6.6 4 7.6 ó 7.7 4

8.6 3

3.7 7 6.7 3

3.8 7

3.9 2

3.10 7

3.11 3


Tabla I.8: Cálculo del potencial de seguridad de túnel Costanera Norte.


Vías de escape



Costanera Norte

1.1 7 2.1 7 3.1 3 4.1 7 5.1 7 6.1 6,5 7.1 7 8.1 6

6,65490043

1.2 7 2.2 7 3.2 7 4.2 7 5.2 7 6.2 6,5 7.2 7 8.2 6

1.3 7 3.3 5,5 4.3 7 5.3 7 6.3 5 7.3 6 8.3 6

1.4 6 3.4 5 4.4 7 5.4 7 6.4 7 7.4 7 8.4 7

1.5 7 3.5 7 5.5 7 6.5 7 7.5 7 8.5 6

3.6 7 6.6 6,5 7.6 ó 7.7 7

8.6 5

3.7 7 6.7 6,5

3.8 7

3.9 7

3.10 7

3.11 7

Ptos. 1 Ptos. 0,5 Ptos. 1,07 Ptos. 0,8 Ptos. 1 Ptos. 1,157143 Ptos. 0,8 Ptos. 0,48

I 5

Tabla I.9: Cálculo del potencial de seguridad de túnel Montegordo.


Vías de escape



Radial Nororiente

1.1 5 2.1 7 3.1 5 4.1 7 5.1 3 6.1 6,5 7.1 7 8.1 6

5,73477706

1.2 7 2.2 7 3.2 7 4.2 7 5.2 2 6.2 6,5 7.2 5 8.2 6

1.3 7 3.3 5 4.3 7 5.3 2 6.3 5 7.3 6 8.3 6

1.4 5 3.4 7 4.4 4 5.4 2 6.4 7 7.4 7 8.4 7

1.5 7 3.5 7 5.5 2 6.5 7 7.5 3 8.5 6

3.6 7 6.6 6 7.6 ó 7.7 7

8.6 5

3.7 7 6.7 6

3.8 7

3.9 7

3.10 7

3.11 7


Tabla I.10: Cálculo del potencial de riesgo de túneles en estudio.

Túnel Longitud Intensidad tráfico

Vehículos pesados

Materias peligrosas

Volumen tráfico Pendiente

Riesgos extras Puntaje Riesgo

Costanera Norte 6 8 3,5 1 5 1,5 1,2 26,2 alto

San Cristóbal 3 8 4 1 4,5 2 1 23,5 alto

Cristo redentor 5 6 2 3 1 2 3 22 alto

Chacabuco 3 3 2,8 2 1,5 3 3 18,3 medio

El Melón 4 3 3,2 1 1,3 2,8 1 16,3 medio

Lo Prado 3,5 3 5 1 3,2 1 1 17,7 medio

la Pólvora 3 2 3 2,3 1,3 2 2 15,6 medio

Zapata 2 3 4,2 1 2,9 1 1 15,1 medio

J 1

ANEXO J: DETALLES DE CÁLCULO PARA ANÁLISIS DE TÚNELES SEGÚN MÉTODO AUSTRIACO

Tabla J.1: Cálculo del peligro potencial de túneles en estudio. Túnel MSV gr gk gg G Clase

San Cristóbal 7118,25 1 1 1 7118,25 III

Cristo redentor 156,25 2 1 1,5 468,75 I

Chacabuco 911,25 2 1,2 1 2187 II

la Pólvora 550 2 1 1,5 1650 II

Lo Prado 2604,5 1 1 1 2604,5 II

Zapata 2237,125 1 1 1 2237,125 II

El Melón 625 2 1,2 1 1500 II

Costanera Norte 10250 1 1 1 10250 IV

Tabla J.2: Cálculo del coeficiente de seguridad de túneles en estudio. Túnel Rq Ra Sr Wf We Sw Bw Ba Bu Bst Bg Bd Bo Bb Bs Bt Sb S

San Cristóbal 1,1 0,44 1,54 1,8 1,41 3,21 2 0,5 0,5 0,5 0 0,5 1 0,5 1 1 8,5 41,974

Cristo redentor 1,22 0,26 1,48 0 1,192 1,192 0,1 0,5 0,5 0 0 0 0 0 0 0 2,1 3,7041

Chacabuco 1,2 0,39 1,59 0 1,42 1,42 1 0,5 0 0 0 0 0 0 0 0 2,5 5,6488

la Pólvora 1,1 3,01 4,11 0,1 1,3066 1,3726 2 0,5 0,5 0 0 0 0 0,5 1 1 6,5 36,647

Lo Prado 1,22 0,29 1,51 1,4 1,3 2,7 2 0,5 0,5 0 0 0 0 0,5 1 1 6,5 26,526

Zapata 1 0,66 1,66 1,3 1,3 2,6 2 0,5 0,5 0 0 0 0 0,5 1 1 6,5 28,028

El Melón 1,3 2,5 3,8 0 1,2 1,2 2 0,5 0,5 0 0 0 0 0,5 0 1 5,5 25,08

Costanera Norte 1 1,33 2,33 1,8 1,45 3,25 2 0,5 0,5 0,5 0 0 1 0,5 1 1 8 60,667

ÍNDICE ALFABÉTICO

aceras ....................................................... 137 bahías de estacionamiento ....................... 137 bocas ........................................................ 137 calor por convección .................................. 29 calor por radiación ..................................... 26 calzadas .................................................... 137 cámaras de televisión ................................... 7 clave ......................................................... 137 coeficiente de atenuación........................... 23 comportamiento ingenuo ........................... 22 comunicaciones ........................................... 8 concentración de contaminantes ................ 71 coordinación .............................................. 63 cunetas ..................................................... 137 daños en el túnel ........................................ 72 densidad óptica .......................................... 23 desorientación ............................................ 21 detección de incendios ................................. 8 distancia de visibilidad .............................. 23 efecto cañón ............................................... 21 efecto horno ............................................... 21 el flashover ................................................ 33 el foco ........................................................ 22 el humo ...................................................... 23 emisión de humo ........................................ 31 ensayo de humo caliente ............................ 73 ensayo de humo frío .................................. 73 ensayo sin humos ....................................... 72 ensayos en túneles ..................................... 72 estadísticas ................................................. 46 evacuación ................................................. 65 evolución temporal del incendio ............... 32 excavación .................................................. 3 extinción de incendios ................................. 8 gálibo ....................................................... 137 hastíales ................................................... 137 iluminación .................................................. 7 la temperatura ............................................ 26 megafonía .................................................... 7 método austriaco de 1997 .......................... 84 mìnimos requisitos de seguridad ............... 79 modelo gaussiano de combustión .............. 40 modelos 3d de combustión ........................ 39 modelos monodimensionales ..................... 40

modelos numéricos para el régimen permanente ............................................ 33

modelos numéricos para el régimen transitorio .............................................. 39

modelos zonales ........................................ 39 opacímetros ................................................. 8 organizaciones ........................................... 77 paneles de información ............................... 7 plan de emergencia .................................... 64 potencia ..................................................... 30 prevención ................................................. 62 protección activa ....................................... 59 protección pasiva ....................................... 58 proyecto ...................................................... 1 proyecto eurotap ........................................ 80 radiación .................................................... 71 revestimiento ............................................... 4 riesgos de los túneles ................................. 53 salidas de evacuación .................................. 8 semáforos .................................................... 7 señalización de emergencia ......................... 8 sostenimiento ............................................... 4 temperatura .......................................... 32, 71 toxicidad de contaminantes ....................... 24 transmitancia ............................................. 23 túneles carreteros y ferroviarios .................. 6 túneles con tráfico en un sentido y túneles de tráfico doble ............................................ 6

túneles en trinchera, recubiertos, excavados y prefabricados ........................................ 5

túneles revestidos y sin revestir ................... 6 túneles terrestres, fluviales y marinos ......... 5 túneles urbanos ............................................ 5 túneles urbanos y no urbanos ...................... 5 velocidad crítica ........................................ 18 velocidad de huida ..................................... 67 ventilación ................................................... 7 ventilación artificial o forzada................... 13 ventilación longitudinal con pozo central de extracción .............................................. 15

ventilación longitudinal con toberas saccardo ................................................. 14

ventilación longitudinal simple ................. 14 ventilación natural ..................................... 12 ventilación semitransversal ....................... 16

ventilación semitransversal-transversal ..... 17 ventilación transversal ............................... 17 vías de evacuación no protegidas .............. 66 vías de evacuación protegidas ................... 66 visibilidad .................................................. 71

medidas de protecciÓn contra incendios en tÚneles memoria para optar al tÍtulo de … · v...

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