Manual de túneles de carretera
Manual de túneles de carretera
El término “ventilación” aglutina distintas funciones: ventilación de los contaminantes, extracción del humo, y en ocasiones, ventilación con el objetivo de la protección medioambiental.
Tal como se explicó en la página Fundamentos de ventilación, en algunos casos, la ventilación en los túneles de carretera se puede lograr sin necesidad de equipos mecánicos (ventilación natural). Sin embargo, en la mayoría de los túneles con longitud por encima de algunos centenares de metros, la ventilación mecánica es imprescindible, y por tanto es necesario proyectar un sistema de ventilación del túnel (ver página Proyecto y dimensionamiento)
Las características del equipamiento de ventilación que se instala dependen fuertemente del tipo de sistema de ventilación para ventilación normal y escenarios de incendio.
El sistema de ventilación longitudinal utiliza el túnel como “conducto”. Con la ayuda de un corro de aire situado en la columna de aire, se puede vencer la resistencia del flujo mediante la conversión del momento del chorro en presión estática.
Los chorros de aire se pueden situar en las entradas del túnel (Saccardo), inyectando el aire exterior en el túnel, o como aireadores conducidos (normalmente llamados aceleradores o jet-fan) situados a lo largo del túnel, cada uno de los cuales acelera una parte del flujo del aire del túnel. Los aceleradores pueden trabajar en ambas direcciones (ver sección IV.2 “Ventilación longitudinal” del informe AIPCR 1996 05.02.B “Túneles de carretera: emisiones, medio ambiente, ventilación” (Inglés/Francés).
Cuando un ventilador se instala en un túnel, si la unidad se coloca en las proximidades del techo o de las paredes del túnel o en nichos, experimenta un notable descenso de su empuje. En esos casos, se recomienda emplear dispositivos adicionales para maximizar el factor de instalación. Como ejemplo caben citar los deflectores, láminas inclinadas de metal, silenciadores inclinados o toberas. La sección 4.4.4 del informe AIPCR 2017R02 "Explotación de túneles de carretera: primeros pasos hacia un enfoque sostenible" presenta algunos ejemplos de mejora de eficiencia en ventilación longitudinal.
En algunos países se han instalado sistemas de filtrado de aire para mitigar el impacto de las emisiones de vehículos al ambiente. La sección 4.4.5 del informe AIPCR 2017R02 "Explotación de túneles de carretera: primeros pasos hacia un enfoque sostenible" recoge algunos ejemplos y enfoques de distintos países.
Los aceleradores en funcionamiento en un túnel pueden generar altos niveles de ruido, y pueden presentar efectos adversos en la transmisión de voz entre usuarios en el túnel. Esto puede convertirse en un riesgo para la seguridad cuando los niveles que se dan en el túnel evitan que los usuarios comprendan los mensajes que reciben o cuando se hace difícil para la comunicación interna entre los bomberos. Por tanto, se debe prestar atención a la evaluación de las emisiones sonoras de los aceleradores.
La ventilación transversal emplea conductos que transcurren paralelos al túnel. Se suelen emplear dos tipos de conductos habitualmente:
La extracción para el control de humos se suele concentrar en una zona inferior que la longitud complete del conducto, gracias a la instalación de exutorios motorizados, con actuación remota, también conocidos como “extracción puntual”. Los ventiladores que dan servicio a los conductos se localizan habitualmente en estaciones de ventilación próximas a las bocas o pozos intermedios, aunque pueden darse otras configuraciones.
Los ventiladores de extracción deben dimensionarse para garantizar que los caudales de extracción se alcanzan para cualquier posición de incendio en el túnel. Antiguamente los conductos de extracción estaban conectados al túnel a través de un número reducido de pequeñas aberturas distribuidas uniformemente. Este concepto ha evolucionado, sustituyendo las pequeñas aberturas por grandes exutorios equipados con compuertas motorizadas y monitorizadas con una cierta separación entre ellas. En el uso de fundentes y paneles, tras ser evaluado, se han identificado algunos efectos perjudiciales: la eficacia de los sistemas de control de humos empleando dichos dispositivos térmicos quedaba comprometida por la apertura de algunos exutorios en ubicaciones imprevistas y/o inadecuadas.
La resistencia al fuego de los aceleradores debe asegurar que sea posible la extracción del humo caliente con cualquier configuración. Los cables, las conexiones y otras partes no protegidas del sistema de ventilación deben tener la misma resistencia al fuego que los ventiladores. Para más detalles sobre la resistencia al fuego de otros equipamientos ver la sección VII.5 del informe AIPCR 1999 05.05.B Incendio y control del humo (Inglés/Francés). En ese mismo informe AIPCR 1999 05.05.B puede también encontrarse información sobre las temperaturas máximas medidas durante los ensayos de incendio del Memorial Tunnel y del túnel de Zwenberg.
Para cubrir su funcionalidad, los exutorios deben ser capaces de soportar las condiciones medioambientales habituales en los túneles además de funcionar en situación de emergencia.
Los equipos de ventilación deberían cumplir numerosas especificaciones técnicas, incluyendo la resistencia al fuego y las prestaciones acústicas. El capítulo 4 del informe AIPCR 2006.05.16.B: Ventilación y los apéndices 12.3 “Procedimiento de cálculo para aceleradores”, 12.4 “Exutorios” y 12.6 “Impacto sonoro de aceleradores” (Inglés/Francés) aportan información adicional sobre el equipamiento de ventilación en sistemas de tipo longitudinal y transversal.
Los aspectos de ciclo de vida también deben contemplarse en el diseño y selección de equipamiento de ventilación de túneles. Se puede encontrar información adicional en el informe AIPCR 2012R14 "Consideraciones sobre el ciclo de vida de los equipamientos eléctricos de túneles de carretera".
En algunos casos, como por ejemplo en túneles complejos o urbanos, se deben tener en cuenta consideraciones especiales en cuanto a su equipamiento, como se explica en el capítulo 7 del informe AIPCR 2016R19 "Túneles de carretera: Redes complejas subterráneas de carretera".
Como el Sistema de ventilación tiene una función primordial en la seguridad del túnel, es esencial que funcione adecuadamente y de forma efectiva en todo momento. Para lograr este objetivo, se definen distintos tipos de ensayos y se adaptan a las características concretas de cada túnel. El objetivo principal de los ensayos de los sistemas de ventilación de túneles de carretera es doble:
Se suelen realizar tres tipos de ensayos para verificar el equipamiento y los objetivos de seguridad del sistema de ventilación:
Normalmente es imposible llevar a cabo los ensayos de integración con incendios de una magnitud similar a los incendios de proyecto. En la mayoría de los casos, el objetivo principal de estos ensayos es entrenar a los operadores de túnel y a los miembros de las brigadas de bomberos.
La lista de ensayos y los correspondientes tiempos de ejecución se deben adaptar a cada túnel en particular y depende del equipamiento instalado, el volumen de tráfico y el grado de uso de las instalaciones, y cubrir distintos aspectos, incluyendo:
El capítulo 8 del informe AIPCR 2007 05.16.B "Sistemas y equipamiento para el control de humos e incendio" (Ingés/Francés) describe en detalle los ensayos adecuados para sistemas de ventilación.
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