ESTABILIDAD ESTRUCTURAL

La resistencia al fuego de una estructura se puede caracterizar por el tiempo que transcurre entre el comienzo de un incendio y el momento en el que no se puede asegurar su funcionalidad por más tiempo por causa de deformación inaceptable o de colapso.

El Capítulo 7 "Criterios de proyecto para la resistencia al fuego de las estructuras" del informe técnico 2007 05.16B (Francés/Inglés). "Sistemas y Equipamientos para el control del fuego y el humo en túneles de carretera" resume los objetivos de la resistencia al fuego de las estructuras en los túneles como sigue:

• los usuarios que se encuentren en el interior del túnel deben ser capaces de evacuarse a sí mismos (autoevacuación) o de poder ser ayudados para alcanzar un lugar seguro (principal objetivo);
• las operaciones de rescate deben ser posibles en condiciones de seguridad;
• se adoptarán las medidas de protección para evitar el colapso de la estructura y los daños a terceros

Un objetivo suplementario es el de limitar el tiempo de interrupción del tráfico por las reparaciones posteriores al incendio.

Una visión global sobre este asunto se incluye en el Capítulo VII.4 "Resistencia al fuego de las estructuras" del informe técnico 1999 05.05.B "Control del Fuego y Humo en túneles de carretera" (Inglés/Francés).

La resistencia al fuego de las estructuras se describe por la relación tiempo-temperatura según diferentes curvas. La figura 1 muestra la curva ISO 834, la holandesa RWS, la alemana ZTV y una francesa de hidrocarburos "mayorada", HCinc en la que las temperaturas están multiplicadas por un factor de 1300/1100 respecto de la curva básica de hidrocarburos (HC) del Eurocódigo 1 Parte 2-2.

Los criterios de proyecto para la resistencia al fuego en túneles se han acordado entre la Asociación Mundial de Carreteras (AIPCR) y la Asociación Internacional de Túneles, tal y como se indica en el Artículo "Criterios de Proyecto de la AIPCR para la resistencia al fuego de las estructuras de túneles de carretera (R/R 324 - 2004), y publicado como una recomendación de la AIPCR en el Capítulo 7 "Criterios de proyecto para la resistencia al fuego de las estructuras" del informe técnico 2007 05.16B (Francés/Inglés).

En la tabla 1 se presenta un resumen de las propuestas. Tomando como base las curvas tiempo-temperatura presentadas en la figura 1 anterior, la tabla 1 identifica las posibles opciones para la selección de la curva así como para la duración a considerar. Esta información se aporta para distintos tipos de estructuras principales y secundarias y para dos tipos de tráfico: coches/furgonetas y camiones/cisternas.

Notas

(1) Puede ser necesaria una duración de 180 minutos para una densidad de tráfico muy importante de camiones que transporten materias combustibles.

(2) No se plantean criterios relacionados con la seguridad por lo que no se requiere ningún tipo de resistencia al fuego (más allá de garantizar que no se producirá un colapso en cadena). Si se tienen en cuenta otros objetivos, se pueden dar los siguientes requisitos:

• ISO 60 minutos en la mayoría de los casos;
• no protección completa si la protección de la estructura fuera demasiado cara en comparación con el coste e inconvenientes de los trabajos de reparación posteriores al incendio (por ejemplo cubrición ligera para la protección acústica).

(3) No se plantean criterios relacionados con la seguridad por lo que no se requiere ningún tipo de resistencia al fuego (más allá de garantizar que no se producirá un colapso en cadena). Si se tienen en cuenta otros objetivos, se pueden dar los siguientes requisitos:

• RWS/HCinc 120 minutos si se requiere una alta protección por afectar a algún bien (por ejemplo un túnel bajo un edificio) o se produce una afección importante en la red de carreteras;
• ISO 120 minutos en la mayoría de los casos, cuando ello permite limitar los daños a bienes por un coste razonable;
• no protección completa si la protección de la estructura fuera demasiado cara en comparación con el coste e inconvenientes de los trabajos de reparación posteriores al incendio (por ejemplo cubrición ligera para la protección acústica).

(4) Otras estructuras secundarias: a definir caso por caso.

(5) En caso de ventilación transversal.

(6) Los refugios deben comunicarse con el exterior.

(7) Puede considerarse una duración más larga si el tráfico de camiones que transporten materiales combustibles es muy importante y si la evacuación de los refugios no es posible en 120 minutos.

Las consecuencias de un fallo deberán influir en los requisitos para la resistencia al fuego. Esto depende del tipo de túnel. En uno sumergido, por ejemplo, un colapso local puede causar el de todo el túnel al ser inundado, mientras que un colapso local de uno artificial puede tener consecuencias muy limitadas. Un requisito básico es que debe evitarse el colapso en cadena y que no se corten los sistemas longitudinales vitales, tales como el suministro eléctrico o los cables de comunicación.

Los materiales empleados en un túnel precisan diferentes precauciones para protegerlos del fuego. El Apartado VII.3 "Reacción de los materiales al fuego" del informe 1999 05.05. B "Control del Fuego y del Humo en túneles de carretera" (Francés/Inglés) describe las características de los túneles excavados en roca y sin revestir frente a los revestidos con hormigón. La intensidad de calor generado durante un gran incendio puede causar la pérdida de la función de soporte en el hormigón armado. La función aislante de una protección resistente al fuego puede utilizarse para prevenir el rápido deterioro de la estructura. Es necesario tener en cuenta la resistencia al fuego del conjunto de la construcción (tipo y espesor del recubrimiento de las armaduras, protección adicional, etc,.).

El desconchado del hormigón es causado por las diferencias de temperatura y la dilatación. Esto es peligroso para las armaduras expuestas más fácilmente a las altas temperaturas. En general esto no presenta peligro para la evacuación de las personas, pero sí podría ser peligroso para los bomberos. Se pueden emplear varios tipos de protecciones resistentes al fuego para reducir el riesgo y los efectos del desconchado, aunque este riesgo nunca puede ser totalmente eliminado a causa de las altas temperaturas que pueden llegar a alcanzarse.

Debe prestarse atención a la resistencia al fuego del sistema de ventilación con el fin de que las prestaciones previstas en proyecto no se vean mermadas ante un fallo. Por tanto es necesario examinar las consecuencias del colapso de los conductos en caso de incendio.

Las salidas de emergencia se usan solamente durante la primera fase del incendio para la evacuación de la gente. Debe ser factible poder utilizar estas vías por lo menos durante 30 minutos. Este período puede ser mayor en caso de que se empleen también por los equipos de emergencia.

Para evitar que se extienda el incendio a un tubo adyacente o hacia una galería de evacuación, las puertas de emergencia y los nichos de seguridad, así como los equipamientos situados entre los dos tubos, deben resistir durante un período de tiempo determinado. Todas las puertas de emergencia y la construcción que las rodea, incluyendo el marco de la puerta, deben resistir al menos 30 minutos de exposición al fuego. Para una puerta situada entre dos tubos de circulación se requiere mucho más tiempo de resistencia, por ejemplo 1 o 2 horas.