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El libro que el lector tiene en sus manos ofrece una síntesis acabada de la experiencia que ha alcanzado la ingeniería española en el proyecto construcción y explotación de túneles de carretera cuyo número e importancia se ha multiplicado en los últimos años. Como es sabido, nuestro país junto con Alemania, Francia Reino Unido e Italia aportan el 80% del total de transporte de mercancías en Europa Occidental lo que, debido a la reconocida correlación existente entre el volumen de la actividad económica de un país (medida por su PIB) y el volumen del transporte interior de mercancías (medida en t-km), refleja los importantes cambios vividos en los últimos años.
El libro que el lector tiene en sus manos ofrece una síntesis acabada de la experiencia que ha alcanzado la ingeniería española en el proyecto construcción y explotación de túneles de carretera cuyo número e importancia se ha multiplicado en los últimos años. Como es sabido, nuestro país junto con Alemania, Francia Reino Unido e Italia aportan el 80% del total de transporte de mercancías en Europa Occidental lo que, debido a la reconocida correlación existente entre el volumen de la actividad económica de un país (medida por su PIB) y el volumen del transporte interior de mercancías (medida en t-km), refleja los importantes cambios vividos en los últimos años. En efecto, la incorporación a la Comunidad Europea en 1985 y la firma del tratado de la Unión Europea en 1992 transformaron el volumen de la red de carreteras de altas prestaciones que de los 387 km de autopistas existentes a comienzos de los 70 pasó a los 11.000 km de autopistas y autovías que reconocía el Plan Estratégico de Infraestructuras y Transportes (PEIT) en 2004. Este notable incremento cuantitativo se ha visto acompañado por un cambio de filosofía de proyecto en el que prima la importancia de un trazado capaz de garantizar la velocidad de circulación con independencia de condicionantes topográficos así como la seguridad del usuario que, correlativamente, utiliza vehículos con mayor potencia, autonomía y capacidad de carga. El desarrollo de nuevos métodos constructivos, la invención de maquinaria específica, la aplicación de procedimientos informatizados y nuevos materiales ha permitido cambiar el punto de vista desde la seguridad estructural de la obra a la seguridad del usuario y, en particular, a la gestión del riesgo durante la explotación. En particular, los terribles incendios producidos en el cambio de siglo provocaron una reconsideración de los métodos y criterios utilizados en las etapas de proyecto, construcción y explotación. Un índice representativo de la importancia dada al tema de seguridad frente a situaciones extremas por los proyectistas lo da el paso de las escasas dos páginas que las recomendaciones PIARC de 1987 dedicaban al accidente con fuego, al manual de 200 páginas editado por la misma asociación a finales de 1999. El buen acoplamiento entre la obra civil y las máquinas y dispositivos de todo tipo que contribuyen a la seguridad dentro del túnel ha permitido pasar de un enfoque individualizado de cada elemento a una consideración holística de la construcción y al uso sistemático de ensayos globales de recepción. Finalmente la dolorosa experiencia de los fallos habidos en la gestión de accidentes ha promovido la fijación de un esquema escalonado de responsabilidad que se apoya en la informatización facilitada por el desarrollo tecnológico y en el establecimiento de redes complementarias de supervisión y apoyo. Todas estas mejoras han ido acompañadas por un creciente protagonismo de las directivas europeas ejemplificado por la última dedicada al Análisis de Riesgos. Escribir un libro sobre estos temas plantea el enorme desafío de estructurar un conocimiento tan variado y escoger la forma de transmitirlo sin intimidar al lector ni anegarlo en información. El libro comienza con el enfoque global del túnel como sistema que se acompaña con un ejemplo que permite precisar magnitudes e ideas. Esta visión conjunta de infraestructura e instalaciones se ve reforzada con los capítulos relacionados con estadística de accidentes, normativa y seguridad global. Puesto que tanto en servicio como en caso de accidente la ventilación es un elemento fundamental en la seguridad del túnel un 30% de los capítulos están destinados al análisis de la misma incluyendo temas tan interesantes como túneles con pendientes altas o tan controvertidos como los túneles sin revestimiento. Hay un bloque muy detallado sobre temas influyentes en la explotación como las salidas de emergencia o los puestos de control y un capítulo sobre drenaje de vertidos que recoge información dispersa en diferentes publicaciones y, por tanto, difícil de conseguir. Lo mismo sucede con el capítulo dedicado a los fuegos de proyecto. El bloque relativo a alumbrado, señalización control y suministro eléctrico es, posiblemente, el primer intento en la bibliografía española de materializar una visión completa y autocontenida de estos importantísimos temas. Los autores han vivido en primera línea la evolución de los conocimientos desde el primer gran desafío que afrontaron como equipo en la construcción de los túneles de El Padrún a finales de los 80 y han sido protagonistas activos en numerosos empeños nacionales e internacionales. Siempre se han caracterizado por su búsqueda inquisitiva de las razones para las soluciones propuestas, por la participación en foros internacionales y por la creación y difusión del conocimiento adquirido como pusieron de manifiesto los precursores ensayos de incendio llevados a cabo en El Padrún en 1993 o el primer congreso de túneles celebrado en Gijón en Junio de 1994 donde a la participación de la práctica totalidad de los técnicos españoles relacionados con estos temas se sumó la asistencia de los profesionales extranjeros que estaban dirigiendo los enfoques más novedosos del momento como los ensayos en el Memorial Tunnel o el enfoque probabilístico de la norma KIVI holandesa. La competencia técnica de los autores basada en su sólida experiencia en proyectos, construcción y explotación de túneles es un motivo adicional para el estudio de esta obra cuya oportunidad y completitud la convierten en un referencia imprescindible para todos los profesionales relacionados con la explotación y seguridad de túneles. (Profesor Enrique Alarcón Álvarez Departamento de Mecánica Estructural y Construcciones Industriales. Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales. Universidad Politécnica de Madrid.)
Tabla de contenidos
Presentación
Prólogo
Introducción
Agradecimientos
Parte 1. ASPECTOS GENERALES DE LA NORMATIVA
Capítulo 1. Importancia de la consideración global de la solución túnel
1.1 Nota previa
1.2 Ejemplos de la importancia de la consideración global de la solución túnel.
1.2.1 Prognosis de tráfico en el túnel carretero de San Gotardo (Suiza)
1.2.2 Decisión de no revestir para ahorrar costes
1.2.3 Medios para la explotación y mantenimiento de un túnel largo o grupo de túneles
1.2.4 Túneles de difícil explotación
1.2.5 Opiniones de un experto en la explotación de túneles carreteros
1.3 Costes de explotación importantes
1.4 Nuevas perspectivas: Decreto sobre "Requisitos mínimos de seguridad en los túneles"
Capítulo 2. Ejemplo de la explotación y conservación de un túnel
2.1 Consideraciones previas
2.2 Características fundamentales del túnel de ejemplo
2.3 Mantenimiento preventivo y correctivo. Reparaciones
2.3.1 Sistema de ventilación
2.3.2 Sistema de iluminación
2.3.3 Cables y aparatos eléctricos
2.3.4 Señalización y postes de SOS, extintores, red contra incendios
2.3.5 Limpieza del túnel, cunetas, tajeas, pintura
2.3.6 Centro de Control y edificios auxiliares
2.3.7 Inteligencia del sistema
2.3.8 Instrumentación geotécnica, meteorológica
2.3.9 Reparaciones
2.4 Medios necesarios y organización propuesta
2.4.1 Organización básica para el túnel de ejemplo
2.4.2 Análisis detallado de las diferentes tareas
2.4.3 Personal cualificado
Capítulo 3. Normativa relativa a la seguridad en túneles
3.1 Introducción
3.1.1 Evolución de la normativa
3.1.2 Sistemas instalados en el túnel.
3.2 Directiva Europea y Real Decreto 635/2006
3.2.1 fa Red Transeuropea de Carreteras
3.2.2 La Directiva Europea del año 2004
3.2.3 Real Decreto 635/2006
3.3 Organización de la Gestión del Túnel
3.3.1 Responsable de Seguridad
3.3.2 Gestor del Túnel.
3.4 Inspecciones periódicas
3.4.1 Organismos de Inspección
3.4.2 Inspecciones periódicas
3.4.3 Inspecciones con informe desfavorable
3.5 Manual de Explotación
3.5.1 Manual de Explotación en fase de proyecto
3.5.2 Manual de Explotación en fase de construcción
3.5.3 Manual de Explotación en fase de servicio
3.6 Aprobación del proyecto
3.7 Transporte de mercancías peligrosas
3.7.1 Definición
3.7.2 Circulación de mercancías peligrosas
3.7.3 Paso de las mercancías peligrosas por los túneles
3.7.4 Túnel de Somport (España-Francia)
3.8 Notas complementarias
3.8.1 Longitud del túnel.
3.8.2 Volumen de tráfico
3.8.3 Número de tubos y número de carriles
3.8.4 Grupo de túneles
3.8.5 Trazado
3.8.6 Gálibo vertical.
3.8.7 Sección transversal.
3.8.8 Apartaderos o "anchurones"para aparcamiento
3.8.9 Aceras
3.8.10 Revestimiento
3.8. 11 Pavimentos en túneles
Capítulo 4. Estadística de incendios y averías de vehículo en túneles
4.1 Introducción
4.2 Estadísticas de diversos años
4.2.1 Estadísticas de 1978
4.2.2 Estadística para el año 1991
4.2.3 Estadística para el año 1999y posteriores
4.3 Resumen de los datos desde 1949. Valores para la actualidad
4.4 Ejemplo
4.5 Notas complementarias
4.5.1 Túnel de Caldecott (Oakiand, California, EE.UU.): Incendio de una cisterna (año 1982)..
4.5.2 Túnel ferroviario bajo la calle Howard (Baltimore, Maryland (EE. UU.). Accidente en el año 2001
4.5.3 Túnel carretero de San Gotardo (Suiza): Incendios
4.5.4 Incendio en el túnel del Mont-Blanc (Francia-Italia) el 24 de Marzo de 1999
4.5.5 Incendio en el túnel de Tauern (Austria) el 29 de Mayo de 1999.
Capítulo 5. Coeficiente de Seguridad Global del Túnel
5.1 Introducción
5.1.1 Real Decreto 635/2006
5.1.2 Análisis de riegos
5.2 Análisis de la Seguridad de los Túneles
5.2.1 Metodología
5.2.2 Ejemplos considerados en los estudios austríacos
5.2.3 Túneles de España
5.3 Requerimientos de la ventilación
5.4 Peligro Potencial del Túnel
5.4.1 Criterios de decisión
5.4.2 Análisis de la seguridad.
5.4.3 Examen de la longitud de las rutas de escape
5.4.4 Determinación del Peligro Potencial del Túnel.
5.5 Coeficiente de Seguridad Mínimo Requerido según el Peligro Potencial del Túnel.
5.6 Cálculo de las Características de Seguridad del Túnel
5.6.1 Aspectos a considerar.
5.6.2 Factores a considerar.
5.6.3 Características de Seguridad del Túnel.
5.7 Coeficiente de Seguridad Global del Túnel
Capítulo 6. Fuegos de proyecto
6.1 Curvas temperatura-tiempo
6.1.1 Curva ISO 834
6.1.2 Curva de hidrocarburos HC
6.1.3 Curva de hidrocarburos mayorada CHM
6.1.4 Curvas RABT/ZTV (30 min ó 90 min)
6.1.5 Curva RSW.
6.1.6 Ensayos de fuego. Curva de fuego mixta HC-RWS
6.2 Resistencia al fuego en túneles de carretera
6.2.1 Objetivo de la resistencia al fuego
6.2.2 Real Decreto 635/2006
6.2.3 Circular interministerial francesa del año 2000
6.2.4 Estudios de la AIPCR
6.3 Fuegos de proyecto para la ventilación
6.3.1 Real Decreto 635/2006
6.3.2 Directiva Europea
6.3.3 Circular Interministerial francesa del año 2000
6.3.4 Otras normativas
6.3.5 Norma del Reino Unido
6.3.6 Ejemplo: Criterios de proyecto de la ventilación de los túneles de la M-30 (Madrid).
6.4 Discusión
6.5 Comportamiento al fuego de los materiales de construcción
6.5.1 Nomenclatura
6.5.2 Clasificación de los materiales según la resistencia al fuego.
Capítulo 7. Santoral tunelero
7.1 Santos para terremotos y para las carreteras
7.2 Notas de campo de Athanasius Kircher
7.3 Santa Bárbara, la "Santa Dinamitera".
7.4 Santa muy tunelera
7.5 Santa Bárbara y Bendueños, Lena (Asturias)
Parte 2. VENTILACIÓN Y ALUMBRADO
Capítulo 8. La necesidad de ventilación en los túneles
8.1 Primer túnel ventilado artificialmente
8.2 La "carbonilla"
8.3 La ventilación en los túneles de carretera
8.4 La Diosa de los dioses de Roma
Capítulo 9. Túneles con importante pendiente: Velocidad crítica
9.1 Introducción
9.2 Ventilación longitudinal. Backlayering
9.3 Posibilidades de actuación
9.3.1 Velocidad del aire constante: se aplica control de la ventilación durante el fuego.
9.3.2 Presión entre las bocas constante: no se aplica control de la ventilación durante el fuego
9.4 Velocidad crítica
9.4.7 Cálculo de la velocidad crítica
9.4.2 Propiedades del aire fresco
9.4.3 Ejemplos
Capítulo 10. Túneles con paramentos rugosos
10.1 Introducción
10.2 Formulación
10.2.7 Pérdidas de carga
70.2.2 Longitud equivalente y coeficiente de fricción eguivalente
10.2.2 Rugosidad de las paredes del túnel y coeficiente de fricción
10.3 Túneles con cavidades debidas a desprendimientos de roca
10.4 Ejemplo
10.5 Comentarios
Capítulo 11. Contaminantes del aire en los túneles. Sistemas de ventilación
11.1 Introducción
11.2 Monóxldo de carbono (CO)
11.2.1 Recomendaciones de Estados Unidos de 1975 y 1992
11.2.2 Recomendaciones de la Organización Mundial de la Salud.
11.2.3 Justificación del valor adoptado por Francia
11.2.4 Sistema de ventilación instalado en el túnel.
11.2.5 Túneles sucesivos
11.3 Óxidos de nitrógeno (NOX)
11.3.1 Monóxido de nitrógeno (NO)
11.3.2 Dióxido de nitrógeno (N02)
11.3.3 Estudios realizados
11.3.4 Niveles adoptados.
11.4 Opacidad (Humos)
11.4.1 Luminancia, iluminando
11.4.2 Coeficiente de absorción y de extinción. Ley de Lambert-Beer.
11.4.3 Niveles adoptados
11.5 Sistemas de ventilación en túneles de carretera
11.5.1 Ventilación natural.
11.5.2 Ventilación longitudinal.
11.5.3 Ventilación semi-tranversal.
11.5.4 Ventilación transversal.
Capítulo 12. Cálculo del aire fresco para diluir los contaminantes y por fuego
12.1 Caudal de aire fresco para la dilución de los contaminantes
12.1.1 Dilución del monóxido de carbono (CO)
12.1.2 Dilución del dióxido de nitrógeno (N02)
12.1.3 Dilución de Humos (Opacidad)
12.2 Parámetros para el cálculo del aire fresco
12.2.1 Comité de Túneles de la AIPCR (1991)
12.2.2 CETU (1993)
12.2.3 Comité de Túneles de la AIPCR (2004)
12.3 Ejemplo:Túnel bidireccional de montaña
12.3.1 Características fundamentales del túnel.
12.3.2 Tranco. Años de cálculo
12.3.3 Velocidad de referencia
12.3.4 Resultados
12.4 Ventilación en caso de incendio
12.4.1 Introducción
12.4.2 Temperatura, densidad, velocidad y caudal de aire a lo largo del túnel.
12.4.3 Pérdidas de carga
12.4.4 Cálculo de los jet-fan
12.4.5 Ejemplo
12.5 Ubicación de los ventiladores
12.5.1 Ventiladores anclados a la bóveda o en nichos
12.5.2 Ventiladores con ligera inclinación de la salida del aire
12.5.3 Separación entre ventiladores
12.6 Recirculación por las bocas
Capítulo 13. Alumbrado
13.1 Introducción
13.1.1 Entorno de las bocas del túnel.
13.1.2 Circulación por el interior del túnel.
13.1.3 Alumbrado en caso de incendio
13.2 Real Decreto 635/2006
13.3 Términos luminotécnicos
13.3.1 Flujo luminoso. Rendimiento luminoso
13.3.2 ntensidad luminosa
13.3.3 Iluminancia
13.3.4 Luminancia
13.3.5 Contraste
13.4 Problemas al entrar o circular por un túnel
13.4.1 Efecto de inducción y agujero negro
13.4.2 Efecto de adaptación
13.4.3 Efecto de parpadeo (o efecto flicker)
13.5 Sistemas de alumbrado en túneles
13.5.1 Tipos de pavimentos
13.5.2 Pavimentos de hormigón
13.5.3 Coeficiente de calidad de contraste o de revelado de contraste.
13.5.4 Distancia de seguridad.
13.5.5 Tratamiento de los hastiales para meprar la luminosidad.
13.5.6 Sistemas de alumbrado
13.6 Alumbrado de túneles largos
13.6.1 Zona de acceso: Luminancia L20
13.6.2 Zona de umbral: Luminancia Lth
13.6.3 Zona de transición: Luminancia Ltr
13.6.4Zona interior: Luminancia Lin
13.6.5 Zona de salida: Luminancia Lex
13.7 Alumbrado de túneles cortos
13.8 Niveles de alumbrado
13.9 Lámparas y energía para alumbrado
13.9.1 Lámparas de incandescencia y de descarga
13.9.2 Luminarias con diodos LED.
13.9.3 Guía rápida para la elección de luminarias
13.9.4 Ensayo de elección de luminarias
13.9.5 Estabilizador-reductor de flujo luminoso
13.10 Control del alumbrado de los túneles
13.11 Mantenimiento del alumbrado
Parte 3. OTRAS INSTALACIONES. ENERGÍA
Capítulo 14. Salidas de emergencia. Cruce de la mediana
14.1 Salidas de emergencia
14.2 Real Decreto 635/2006
14.3 Directiva Europea
14.4 Criterios de diseño de las salidas de emergencia
14.4.1 Circular francesa del año 2000
14.4.2 Distancia entre las salidas de emergencia
14.4.3 Secciones de galerías
14.4.4 Pendientes de las salidas de emergencia
14.4.5 Galerías en túneles separados por un tabique central.
14.4.6 Galerías exteriores paralelas al falso túnel.
14.4.7 Galerías "embebidas"en la sección del túnel.
14.4.8 Galería central.
14.4.9 Galería baja la calzada
14.4.10 Soluciones en algunos túneles en servicio
14.5 Notas complementarias
14.5.1 Puertas cortafuegos
14.5.2 Protección al fuego
14.5.3 Camillas
14.5.4 Comportamiento humano y discapacitados
Capítulo 15. Puestos de emergencia en túneles
15.1 Introducción
15.2 Normativa
15.2.1 Nota preliminar.
15.2.2 Real Decreto 635/2006
15.2.3 Circular Interministerial francesa del año 2000
15.3 Tipos de fuegos y agentes extintores
15.3.1 Según el combustible
15.3.2 Fuegos normalizados
15.4 Extintores portátiles
15.5 Bocas de incendio equipadas (BIE)
15.6 Actuación de los Equipos de Emergencia
15.6.1 Acceso a pie.
15.6.2 Acceso con vehículos
15.6.3 Otros escenarios
15.6.4 Extinción del fuego
15.6.5 Algunas conclusiones sobre los "Puestos de Agua"para túneles largos
15.7 Hidrantes
15.7.1 Normativa
15.7.2 Conclusión
15.8 Comentarios
Capítulo 16. Drenaje de vertidos sobre la calzada
16.1 Introducción
16.2 Vertidos de cisternas y ensayos de vertido
16.2.1 Vertidos de cisternas
16.2.2 Salida por orificios
16.2.3 Coeficientes de descarga
16.2.4 Tiempo para el vaciado de una cisterna por un orificio de sección circular.
16.2.5 Ensayos de chorro vertido sobre una superficie
16.3 Real Decreto 635/2006 y Directiva Europea
16.4 Circular Interministerial francesa del año 2000
16.5 Criterios de diseño
16.5.1 Caz de sumidero continuo
16.5.2 Arquetas cortafuegos
16.5.3 Colector general de evacuación
16.5.4 Depósito o balsa de retención
16.5.5 Verificación con ensayos de fuego
16.6 Comentarios
16.7 Notas complementarias
16.7.1 Sistemas tradicionales que se empleaban para la evacuación de vertidos accidentales en túneles
16.7.2 Tablas y cuadros
Capítulo 17. Señalización, barreras y semáforos
17.1 Real Decreto 635/2006
17.2 Señalización fija
17.3 Señalización variable
17.3.1 Características de la señalización variable
17.3.2 Cable de red ethemet.
17.3.3 La fibra óptica
17.4 Barreras exteriores y semáforos
17.5 Velocidad máxima en los túneles
Capítulo 18. Suministro eléctrico. Consumo de energía en la explotación
18.1 Introducción
18.2 Real Decreto 635/2006
18.3 Suministro eléctrico
18.3.1 Potencia necesaria
18.3.2 Eficiencia energética y ahorro de costes
18.3.3 Optimización del consumo eléctrico
18.4 El transformador
18.4.1 Introducción
18.4.2 Metodología de trabajo seguro en los CT.
18.5 Red de tierras
Capítulo 19. Control del funcionamiento de las instalaciones del túnel
19.1 Introducción
19.2 Centro de Control
19.2.1 Normativa
19.2.2 Controladores de Sala
19.3 Herramientas de Supervisión y Control
19.3.1 Un poco de historia
19.3.2 Esquema actual de control.
19.3.3 Circuito de Televisión, DAI, Moradores de tráfico
19.3.4 Detección Automática de Incidentes (DAI)
19.3.5 Sistema de radiocomunicación y de megafonía
19.3.6 Cable para la detección de incendios
19.4 Medidores del estado del aire
19.4.1 Medida de la velocidad y dirección del aire
19.4.2 Medida del monóxido de carbono (CO)
19.4.3 Medida de la opacidad (Opacímetros)
19.5 Control de la ventilación
19.5.1 Control de la ventilación
19.5.2 Armarios de mando. Líneas y protecciones
