Manual de túneles de carretera
Manual de túneles de carretera
Un sistema de control de ventilación bien proyectado debe cubrir dos objetivos principales:
Por ello es importante tener en cuenta que los objetivos de los sistemas de ventilación y del sistema de control asociado varían dependiendo de la situación del túnel.
Durante una situación normal de explotación los niveles de contaminantes en el túnel pueden aumentar (dependiendo de las condiciones de tráfico y de la ventilación natural del túnel) hasta que se hace necesario activar la ventilación mecánica, en cuyo caso, se puede hacer de forma automática o manual.
Para captar información de los niveles de contaminantes, se suelen instalar sensores de monóxido de carbono y de visibilidad en el túnel, aunque cada vez es más frecuente disponer otros tipos de sensores como los de óxidos de nitrógeno.
Originalmente, las medidas de contaminante en el túnel se empleaban para actuar sobre la ventilación de forma manual. En algunos túneles con bajo nivel de supervisión estas acciones se implementaban en los sistemas de control y monitorización del túnel, el cual realizaba las actuaciones de forma automática a través de una serie de algoritmos o secuencias predeterminadas.
Sin embargo, en la actualidad, la mayoría de los túneles disponen de sistemas de control de ventilación cuyo objetivo no es sólo garantizar los niveles de calidad del aire requeridos, sino también lograrlo de forma eficiente al minimizar el consumo energético y las necesidades de mantenimiento (ver sección 4.3 del informe AIPCR 2017R02 "Explotación de túneles de carretera: Primeros pasos hacia un enfoque sostenible").
En lo que se refiere a las actuaciones de ventilación, un caudal de ventilación óptimo es aquel que satisface dos requisitos contrapuestos: la tasa de ventilación debe ser suficiente para diluir los contaminantes generados por los vehículos, mientras que a su vez los caudales deben ser tan reducidos como sea posible para reducir el consumo de energía de los ventiladores y por tanto reducir los costes de explotación.
Una correcta optimización del control de ventilación con vistas a los criterios de calidad del aire es fundamental para reducir el consumo de energía, lo que es un aspecto crucial ya que este consumo representa una parte significativa de los costes de explotación de un túnel.
El ajuste continuo del caudal de aire para cubrir las necesidades de ventilación es un problema complejo, especialmente en el caso de túneles complejos y largos, donde puede ser complicado lograr el control de los caudales de ventilación.
El capítulo IV “control de ventilación” del informe AIPCR 2000 05.09.B del informe “Contaminación debida al dióxido de nitrógeno en túneles de carretera” (Inglés/Francés) describe algunos de los criterios considerados y los más comunmente aplicados.
Por otra parte, la ventilación de emergencia necesita intervenciones rápidas y muy bien dirigidas, tiempos de respuestas reducidos, y una secuencia de actuaciones bien definidas. Los objetivos de la ventilación en caso de incidentes son, por tanto, considerablemente distintos de los aplicables a la ventilación normal y los aspectos económicos no forman parte de las consideraciones principales.
En situación de incendio, las actuaciones sobre la ventilación vienen normalmente asociadas al sistema de detección automático o a la supervisión desde el centro de control, lo que permite la activación de las secuencias de actuación para la ventilación preestablecida. Así, los sistemas de control de ventilación son una herramienta más dentro de las disponibles para mitigar las consecuencias en una situación de incendio.
Por esta razón, el control de ventilación debe considerar un enfoque global que tenga en cuenta la fuerte relación entre los procedimientos de actuación de los servicios de emergencia, las actuaciones del operador del centro de control y las consecuencias en el túnel en forma de comportamiento de los humos. En la sección VIII.4.1 del informe AIPCR 05.05.B, Incendio y control de humos (Inglés/Francés) se incluyen reflexiones acerca de la importancia de tener en cuenta la ventilación en la definición de los planes de actuación en caso de incendio.
El diseño de adecuados escenarios de control de la ventilación para cada posible situación de incendio es una parte importante del proceso: ver informe AIPCR 2011R02: "Túneles de carretera: Estrategias de control de la ventilación en situación de emergencia". Estos escenarios pueden ser sencillos, especialmente cuando se aplica una estrategia de ventilación longitudinal o involucrar un gran número de medidas y dispositivos en túneles complejos, con ventilación transversal.
Existen muchas formas y estrategias de enfocar el diseño de un sistema de control de ventilación que depende de numerosos factores tales como el grado de supervisión, los medios de detección, las estrategias de ventilación y los tipos de sistemas.
En primer lugar, el diseño debe tener en cuenta la evolución esperada del incidente, las etapas distintas que pueden ocurrir a lo largo de la emergencia y la influencia de la ventilación en el comportamiento de los humos. Aunque en algunos casos las acciones sobre los equipos de ventilación son simples y no requieren sistemas de control complejos, en muchos casos es necesario tener en cuenta criterios sofisticados.
Hoy en día, el desarrollo e implementación de sistemas de control de ventilación en caso de incendio representa una parte importante del diseño de la ventilación, en la cual la definición de los algoritmos de control necesarios es especialmente importante y es crucial ser capaz de garantizar la fiabilidad y calidad de las medidas de campo (sensores de velocidad y de detección de humo).
La sección “Respuesta de los sistemas de control de la ventilación en caso de incendio” del informe AIPCR 2011R02: "Túneles de carretera: Estrategias de control de la ventilación en situación de emergencia" aporta información acerca de los desafíos y las necesidades de los sistemas de control para la gestión de la ventilación y experiencias actuales en este campo.
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