INCENDIOS EN TNELES

IDIEM UNIVERSIDAD DE CHILE

MIGUEL NGEL PREZ ARIAS

INTRODUCCIN

Por qu es importante la seguridad contra incendios en tneles?

Consecuencias

Catastrficas

Gran nmero de personas muertas y heridas

Alto costo directo incluida la reparacin

Alto costo indirecto por el cierre del tnel

INTRODUCCIN

Como enfrentar el problema?

Considerar en el diseo el evento de un incendio de

al menos un vehculo.

Disear el sistema de ventilacin para el control de

humos en caso de incendios y no de la

contaminacin vehicular.

Apoyarse en la normativa e informacin

internacional.

PROBLEMTICA

Efecto horno (aunque el calor no es lo ms peligroso).

Alta radiacin.

Efecto can (sobrepresin y onda expansiva).

Vas de escape reducidas.

Menor visibilidad (desorientacin).

Mayor concentracin de txicos.

Comportamiento ingenuo del usuario.

TIPOS DE TNELES

URBANOS

NO URBANOS

EN TRINCHERA

RECUBIERTOS

EXCAVADOS

PREFABRICADOS

TERRESTRES

FLUVIALES

MARINOS

FERROVIALES

CARRETEROS

UN SENTIDO

DOS SENTIDOS

SIN REVESTIR

REVESTIDOS

NORMATIVA

ESPAA IOS-98 (incompleta y imprecisa)

FRANCIA Circular interministerial N 2000-63 de 25 de agosto del 2000

ALEMANIA Norma alemana RABT del ao 2003

ESTADOS UNIDOS NFPA 502 del ao 2004

JAPN Experiencia japonesa.

NORMATIVA

INSTITUCIONES PIARC

FIT

ENSAYOS INVESTIGATIVOS EUREKA EU499

Memorial Tunnel Fire Ventilation Test Program

Otros.

CONTROL DE HUMOS

OBJETIVOS.

Salvar vidas posibilitando la evacuacin de usuarios.

Posibilitar la lucha contra el fuego y el rescate.

Evitar explosiones.

Limitar el dao a la estructura del tnel y al equipamiento.

CONTROL DE HUMOS

Control radiacin. Entre 2 y 2,5 kW/m2 pueden ser tolerados varios minutos

Control conveccin. Temperatura del aire no debiera exceder los 80C, la cual es

tolerada durante 15 minutos.

Control visibilidad. Visibilidad de al menos 7 m para caminar con tranquilidad en una

atmsfera humeante. Para leer las seales debe ser de 15 m.

Control toxicidad. Variable muy dependiente.

CONTROL DE HUMOS

DISEO (Escenarios de incendios)

Tipo de vehculoPotencia mxima

[MW]

Produccin de humo

[m3/s]Temperatura [C]

Automovil 2,5 - 5 20 400

2 a 3 automviles 8 30 -

Furgoneta 15 50 -

Autobs / Camin de

transporte 20 - 30 60 - 90 700 - 1000

Camin Cisterna > 100 > 100 1200

CONTROL DE HUMOS

Escenarios de incendios para: Ingeniera estructural del tnel Ensayos de materiales para la estructura y equipamiento La eleccin del sistema de ventilacin La operacin del tnel Entrenamiento del equipo de personas encargados de los incendios.

Debe incluir mltiples condiciones: Trfico congestionado (horas punta) Trfico atascado (debido a un accidente) Trfico denso (se incrementa la posibilidad de mltiple colisiones) Disponibilidad de equipos de lucha contra el fuego. Disponibilidad para detectar un incendio y/o informar al operador. Tiempo de llegada de la brigada contra incendios. Disponibilidad de salidas de emergencia Capacidad de emergencia del sistema de ventilacin Capacidad de remocin de humos del sistema de ventilacin Gestin del trfico para mantener los vehculos aguas abajo del incendio fuera

del tnel.

COMPORTAMIENTO DEL HUMO

FACTORES posibilidad de reducir el suministro de oxgeno a la

fuente del incendio

calor liberado calor de conveccin pendiente del tnel tipo de ventilacin dimensiones del espacio del trfico y posibles

obstrucciones.

impulsin causada por el movimiento de vehculos. influencias meteorolgicas (velocidad y direccin del

viento)

COMPORTAMIENTO DEL HUMO

TIPOS DE VENTILACIN

Longitudinal natural (efecto pistn).

Longitudinal natural con tubo extraccin natural.

Longitudinal con extractores.

Longitudinal con jet-fans.

Longitudinal con jet-fans y extractores.

Transversal.

Semi-transversal con inyeccin aire fresco.

Pseudo-transversal.

Mixtos.

HERRAMIENTAS de DISEO y

EVALUACIN. Simulacin computacional.

Modelos numricos rgimen permanente. Modelos numricos rgimen transitorio.

Modelos CFD (Computacional Fluid Dynamics). 3D, 2D.

Modelos por zona. Modelos gaussianos.

Unidimensionales.

Ensayos en terreno. Sin humos. Con humos.

Humos fros Humos calientes

POOL FIRES. REALES.

PRUEBAS EN TNEL

COSTANERA NORTE

Por requerimiento del Ministerio de Obras Pblicas (MOP)

Objetivo general:

Evaluacin del funcionamiento del sistema operativo de ventilacin y extraccin de gases

y humos en caso de incendios en el tnel

urbano Costanera Norte, previo a su puesta

en marcha.

PELCULA

DESCRIPCIN TNEL

Largo total 4000 m. aprox.

Dos tubos.

Cada tubo un solo sentido.

Pasadas entre tubos (peatonales y vehiculares)

Sistema de ventilacin.

Longitudinal jet-fans 90kW + extractores 430 kW reversibles.

PRUEBAS EN TNEL

COSTANERA NORTE

Humos calientes en base a PIARC

Pruebas en vaco.

2,1 MW

6,7 MW.

Bandejas metlicas rectangulares. (Pool fires)

OBJETIVOS ESPECFICOS

Velocidad de evacuacin y extraccin de humos.

Hermeticidad entre los tubos y vas de evacuacin.

Propagacin del frente de humos aguas arriba del incendio (Back Layering)

Estratificacin de humos.

Evaluacin de Lgica Operacional.

PREPARACIN Emplazamiento.

Proteccin estructural del tnel

Proteccin de equipamiento.

Instrumentalizacin adicional. Termocuplas

PT100

Anemmetros

Cmaras

No se utilizaron Anemmetros, opacmetros, sensor lineal,

CO.

Proteccin

Proteccin

Proteccin

Proteccin

Proteccin

Proteccin

Proteccin

Proteccin

Instrumentalizacin

Seguridad

Ambulancia, Bomberos y Carabineros.

Evacuacin total del tnel.

Equipos de extincin.

Encendido automtico del fuego.

Equipo de seguridad del personal.

Tipo de combustible ISOPAR C

Equipos de comunicacin (Radio y telfonos celulares).

Prueba de 2,1 MW

Prueba de 2,1 MW

Prueba de 2,1 MW

Prueba de 2,1 MW

Bandeja de 67 x 67 cm

50 litros ISOPAR C

Duracin: 12 minutos.

Velocidad inicial de 1 m/s.

Humo estratificado.

Sin backlayering.

Extraccin de 220 m3/s (aire + humo)

Puesta a punto para prueba final.

Prueba de 6,7 MW

Prueba de 6,7 MW

Prueba de 6,7 MW

Prueba de 6,7 MW

Prueba de 6,7 MW

Prueba de 6,7 MW

Prueba de 6,7 MW

Prueba de 6,7 MW

Prueba de 6,7 MW

Prueba de 6,7 MW

Bandeja de 1,5 x 1,5 m

200 litros ISOPAR C

Duracin: 15 minutos.

Velocidad inicial de 1,6 m/s.

Humo hacia Tubo Sur a los 2:05 minutos.

Humo a 70 m a. arriba a los 4:30 minutos.

Se perdi estratificacin rpidamente.

Extraccin de 250 m3/s (aire + humo).

Prueba de 6,7 MW

Humo hacia zona de escape peatonal.

Humo evacuado en < 30 minutos a 2 m/s.

Temperaturas bajas

A 10 m a. abajo del foco y a 1 m del cielo la temperatura mxima fue de 115 C.

A 157 m a. abajo del foco y a 1 m del cielo la temperatura mxima fue de 57 C. Y a 1,9 m del

suelo la t mxima fue de 35 C.

Gases extraccin nivel superficie < 50C.

Desconchamiento hormign suelo.

Prueba de 6,7 MW

Observaciones

Accionamiento puertas de salidas peatonales de emergencia.

Hermeticidad de puertas entre tubos.

Re-estudio Planes Ventilacin o Lgica operacional en caso de incendio.

Seguridad en cables elctricos de potencia.

FIN