Manual de túneles de carretera
Manual de túneles de carretera
Es importante que el operador pueda comunicarse con el usuario. Debería ser posible que esta comunicación se realizase de forma bidireccional: del operador al usuario y del usuario al operador. Estos intercambios deben ser posibles en todas las situaciones de funcionamiento: normal, degradado o crítico.
Varios dispositivos permiten garantizar esta función de comunicación (la alerta se considera una forma particular de comunicación). No todos ellos ofrecen las mismas funcionalidades: algunos de ellos permiten establecer una transmisión del usuario al operador (pulsadores de alarma, alarma automática mientras se utilizan determinados sistemas de evacuación, etc.) mientras que otros permiten una transmisión del operador al usuario (mensajes emitidos en frecuencias de FM, altavoces). Sólo uno de ellos permite una intercomunicación completa (los teléfonos de emergencia).
Los teléfonos de emergencia permiten que un usuario, víctima de un accidente en un túnel, se ponga en contacto con el centro de control y mando encargado del túnel. Además de establecer un enlace de voz, el uso de un teléfono de emergencia por parte de un usuario también permite conocer su posición exacta.
Estos teléfonos de emergencia están instalados a intervalos fijos en cajas o en estaciones de emergencia de distintos tipos. La distancia entre dos teléfonos de emergencia suele venir especificada por las normativas y, por lo tanto, varía de un país a otro.
La estructura de este dispositivo es muy simple. Los teléfonos de emergencia están conectados a un centro que recibe las llamadas realizadas desde el túnel. Por lo general, este centro se encuentra en el centro de control y mando y a veces en las instalaciones de los servicios de policía en cuya jurisdicción se encuentra el túnel.
Los pulsadores de alarma permiten a un usuario enviar una alarma al centro de control y mando en caso de accidente en el túnel. Puesto que no se trata de equipos muy caros, se pueden instalar a intervalos frecuentes.
Este dispositivo no se utiliza mucho porque, hasta cierto punto, duplica la función del teléfono de emergencia y, además, no permite una comunicación bidireccional entre el usuario y el centro de control y mando.
Tal como se ha mencionado anteriormente, el usuario tiene acceso a varios dispositivos que puede utilizar en el túnel, especialmente en caso de emergencias: teléfonos de emergencias y, en algunos casos, pulsadores de alarma. También disponen de extintores y, en la mayoría de los túneles, de salidas de emergencia.
Resulta esencial para el operador que se le informe lo más pronto posible cuando un usuario utilice uno de estos dispositivos, con el fin de emprender las acciones adecuadas. Esto no resulta difícil cuando hay teléfonos de emergencia y pulsadores de alarma instalados porque, muy a menudo, el centro de control y mando recibe la llamada o la información de alarma. Cuando los teléfonos de emergencia tengan su terminación en un lugar que no sea el centro de control y mando, se deberán establecer procedimientos para que el servicio que reciba la llamada informe al centro de control y mando inmediatamente.
En el caso de los extintores y las salidas de emergencia, muy a menudo suele haber sensores instalados para detectar un cambio de estado y comunicar esta información al centro de control y mando utilizando el sistema SCADA. Entonces se informa al operador de que un usuario del túnel solicita ayuda.
En el caso de los extintores, la información que se tiene en cuenta suele ser la acción de retirar el equipo de su soporte o abrir la puerta de la estación de emergencia, etc. En el caso de las salidas, la información que se tiene en cuenta puede ser la apertura de la puerta o la detección de una presencia en la salida, o ambas acciones.
Cuando un túnel está equipado de un sistema de video/vigilancia (consultar el Apartado Sistemas para la vigilancia y el control del tráfico), las imágenes procedentes del túnel y sus inmediaciones se muestran en pantallas instaladas en el centro de control y mando. Es difícil que un operador pueda supervisar más de unas cuantas pantallas simultáneamente con una vigilancia constante durante varias horas.
Para solventar esta dificultad, los operadores cada vez más utilizan sistemas automáticos de detección de incidentes. En ciertos países, el uso de estos equipos es incluso obligatorio para determinados túneles.
Tipo y función de la detección automática de incidentes
La detección automática de incidentes (DAI) se basa normalmente en un análisis asistido por ordenador de secuencias de imágenes de vídeo generadas desde cámaras configuradas para ver el tráfico del túnel. Hay varios algoritmos disponibles que pueden detectar diversos incidentes, incluidos los siguientes:
Puesto que los incendios graves de vehículos suelen producirse normalmente después de que el tráfico se haya parado (por ejemplo, después de un accidente), cabe esperar que una alarma de "vehículo parado" de un sistema DAI se active antes que otras alarmas activadas por otros sistemas, como detectores de humo y temperatura. Esta advertencia temprana proporcionada por el sistema DAI da tiempo a los operadores del túnel para que puedan confirmar la naturaleza y la ubicación del incidente, y para que permitan una intervención eficaz, que puede ser posible gracias a la elección de una opción óptima de configuración de la ventilación, la prevención de accidentes secundarios mediante medidas operativas, y una advertencia rápida a los conductores que se dirigen al lugar del incidente. Esto también ofrece la oportunidad de llamar a los servicios de emergencia, cerrar los accesos, emitir mensajes en paneles de mensaje variable y por la radio, llamar al coche de auxilio en carretera, avisar de que se debe salir del túnel, etc.
Los sistemas de detección de humo por vídeo se describen en el Apartado 6.3.3 "Métodos utilizados actualmente” del Informe 05.16. B 2006.
Los sistemas DAI basados en vídeo pueden proporcionar información en tiempo real sobre el flujo, volumen y velocidad del tráfico. Pueden grabar imágenes en el origen del incidente e interactuar con otros sistemas, como el sistema de control de supervisión y adquisición de datos (SCADA). Los sistemas DAI basados en vídeo suelen incluir cámaras, un sistema de procesamiento de imágenes de vídeo que procesa las imágenes de una o varias cámaras, codificadores de vídeo IP (Protocolo de Internet) y decodificadores sobre IP para devolver imágenes a monitores o pantallas de ordenador. Además, también incluyen un sistema de gestión de vídeo que consta de uno o dos servidores redundantes que proporcionan vídeo y otras funciones (grabación masiva de vídeo e incidentes DAI, recopilación y almacenamiento de datos de tráfico y sucesos de tráfico en tiempo real, interconexión con el sistema SCADA del túnel), equipos de red y líneas de comunicaciones (fibras ópticas, cables coaxiales y cables de par trenzado no apantallado).
El proyecto de sistemas DAI en túneles se debe realizar teniendo especialmente en cuenta las cuestiones siguientes:
(1) situaciones que se dan en la realidad pero el sistema no las detecta
(2) por ejemplo una alarma de incendio que no es real.
El artículo de la revista Routes/Roads de 2009 "Sistemas de detección de fuego en túneles de carretera: lecciones aprendidas del proyecto de investigacion internacional” concluía que "para hacer frente a las obstrucciones, la mayoría de los fabricantes de detectores de campo de visión recomiendan dos detectores que cubran la misma área desde ángulos diferentes, como por ejemplo desde ambas direcciones dentro de un túnel". Es posible que también se necesiten diversas cámaras para ofrecer redundancia en caso de fallo de una cámara. Normalmente, los campos de visión de las cámaras están diseñados para solaparse, de modo que si una de las cámaras falla, este fallo se puede compensar mediante las imágenes de las cámaras cercanas.
El Apartado IV.2.1. "Dispositivos de detección de incidentes de tráfico" del Informe 05.15.B 2004 sugiere que las ubicaciones de las cámara pueden variar entre 30 y 150 metros si se utilizan para la detección automática de incidentes.
El rendimiento de un sistema DAI depende en gran medida de su correcta puesta en servicio y calibración antes de su despliegue. La experiencia en las instalaciones de túneles indica que la realización de esta puesta en servicio y calibración puede durar varios meses.
Los detectores de fuego y humo siempre son parte integrante de un circuito de control integrado por sensores, equipos de activación de alarmas, cables de transmisión, unidades de evaluación, etc., que en su conjunto se conocen generalmente como un sistema de alarma de incendios.
Los sistemas de alarma de incendios y humo en túneles de carretera están diseñados para detectar fuegos y la generación de humo tan rápido como sea posible, de modo que los equipos y los procedimientos de seguridad se puedan activar sin demora. Sus objetivos principales deben ser:
Básicamente, los principios de detección de fuego se basan en los parámetros percibidos determinados por el fuego, es decir, calor, humo, radiación y generación de sustancias químicas típicas. Por lo tanto, los sensores de detección de fuego se pueden clasificar como:
Cada uno de estos detectores tiene su propio ámbito de aplicación específico, relacionado con su tiempo de respuesta, robustez, fiabilidad, etc.
Últimamente, los sistemas DAI de vídeo han demostrado ser muy eficientes y rápidos en la detección de fuegos. De hecho, detectan incidentes de cualquier objeto o vehículo que no va de acuerdo con el flujo de tráfico normal previsto. Las cámaras se pueden orientar automáticamente hacia el lugar del incidente, lo que permite al operador descubrir el inicio de un incendio.
Los sistemas de detección de fuego/humo se describen en el Apartado 6.3 "Detección de fuego" del Informe 2006 05.16.B.
De modo general, los detectores de fuego de los túneles de carretera se deben diseñar para resistir las siguientes condiciones ambientales: velocidades de aire de hasta 10 m/s, visibilidad reducida debida a los gases de escape diesel y a las partículas de desgaste por abrasión procedentes de los neumáticos y la superficie de la carretera, aumento y fluctuaciones a corto plazo de las concentraciones de contaminantes (monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2), óxidos de nitrógeno e hidrocarburos), cambio de las intensidades de los faros de los vehículos, calor de los motores y vapores calientes de los gases de escape de los vehículos, interferencias electromagnéticas, tráfico de vehículos mezclado (es decir, coches, camiones pequeños, camiones de carga pesados, autobuses y camiones cisterna) que causará distintos grados de obstrucción en la sección transversal del túnel.
Nunca se insistirá lo suficiente en que deben ofrecer un alto nivel de funcionamiento a prueba de fallos y deben ser capaces de localizar el fuego lo más cerca posible. Es aconsejable que los sistemas de detección de fuego posean un cierto nivel de inteligencia para evitar falsas alarmas, ya que la rectificación de las falsas alarmas podría implicar un gasto considerable y, lo que es peor, después de funcionar durante un rato podrían desalentar a los operadores de prestar atención a las alarmas.
Además, es imperativo que la instalación del sistema de detección/alarma de incendios tenga un precio razonable, unos costes de explotación bajos y su mantenimiento resulte sencillo: consultar el Apartado 6.3 " Detección de fuego " del Informe 2006 05.16.B.
En los códigos y las normativas nacionales e internacionales se especifican los siguientes parámetros para los detectores automáticos de fuego: tiempo máximo para la detección del incendio, determinación de la ubicación del incendio, carga de fuego mínima que se debe detectar, métodos de detección aprobados, ubicación de las alarmas de incendio, características de los túneles que deben disponer de instalación de alarma automática de incendios (por ejemplo: longitud del túnel, existencia de ventilación mecánica, túneles que no estén permanentemente supervisados por personal, túneles cortos con densidades de tráfico especialmente altas).
En el Apartado 10 "Referencias " del Informe 2006 05.16.B se puede encontrar un listado con materia de interés acerca de las características de los detectores de incendio que se describen en las normativas.
La eficacia de la detección de incendio no sólo se basa en el tipo de dispositivo (temperatura, extinción de haz de luz, ionización, etc.), sino también en la estrategia de detección que se haya desarrollado, que incluye el número de sensores y su nivel de vigilancia en el túnel.
La detección automática de incidentes, el análisis de imágenes de vídeo que incluye sistemas DAI, la observación mediante circuito cerrado de televisión (CCTV), equipos como extintores que activan alarmas cuando se retiran de su soporte, así como los teléfonos de emergencia, suelen ser medios adecuados para activar una alarma.
Muchos detectores en uso se basan en el calor y en el índice del aumento de temperatura. Cuando está bien calibrado, este tipo de sistema genera muy pocas falsas alarmas, pero puede tener un tiempo de reacción lento. Los detectores basados en el oscurecimiento del humo proporcionan señales tempranas, pero provocan más falsas alarmas debido al humo de los gases de combustión de los vehículos diesel: consultar el Apartado VI.3.1 "Detección de fuego " del Informe 05.05.B 1999.
El artículo de la revista Routes/Roads de 2009 Sistemas de detección de incendio en túneles de carretera: lecciones aprendidas del proyecto de investigación internacional trata sobre los sistemas de detección de incendio/humo en túneles de carretera, como la detección lineal de calor, la detección óptica de llamas, la detección mediante vídeo y la detección puntual de calor y de humo mediante sistemas de toma/muestra. Concluye que el sistema de muestreo del aire ofrece unas buenas prestaciones en términos de tiempo de respuesta y capacidad para localizar y controlar con precisión un incendio y sus efectos en el entorno de la carretera, cuando se tiene en cuenta las funciones del conjunto, incluidas las falsas alarmas, el mantenimiento y la detección de incendio. La información de este estudio se puede utilizar para determinar la tecnología más apropiada para la detección de incendio en túneles.
Un túnel es un espacio cerrado y reducido que muy a menudo no permite la propagación de ondas de radio de las emisoras de fuera del túnel. Para que ello pueda ser posible es necesario instalar un equipamiento que permita retransmitir las frecuencias necesarias. Los servicios que suelen precisar que sus frecuencias sean retransmitidas son:
Existe una enorme cantidad de servicios cuyas frecuencias se podrían retransmitir, pero no se ofrece cobertura a todos ellos por problemas de coste, por no hablar de la viabilidad. Por regla general, se suelen admitir ciertas frecuencias utilizadas por los servicios de rescate, frecuencias utilizadas por el explotador, unas cuantas frecuencias FM y DAB y frecuencias de operadores de telefonía móviles.
Cuando se retransmiten una o varias radiofrecuencias, hay un dispositivo instalado que permite insertar mensajes pregrabados. En caso de necesidad, las emisiones de radio se interrumpen y se retransmiten los mensajes referentes al túnel para que los oigan los usuarios, a fin de ofrecerles indicaciones sobre los pasos que el explotador quiere que sigan.
Una instalación de retransmisión de radio en el túnel consta esencialmente de:
No hay muchos dispositivos que permitan dirigirse directamente a los usuarios del túnel para facilitarles información o pedirles que se comporten de una manera determinada. Por ello, algunos túneles disponen de megafonía, que según como se utilice ofrece distintas funcionalidades, debiendo destacar:
No obstante, actualmente estos dispositivos no son de uso generalizado. Su utilización debe ser estudiada caso por caso, siendo adecuados en general para túneles muy específicos (con tráfico muy denso, con una longitud determinada, etc.).
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