UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA EN OBRAS CIVILES

ESTUDIO PRELIMINAR DE SEGURIDAD VIAL EN TÚNELES CHILENOS NUEVOS Y REHABILITADOS

PAOLA ALEJANDRA ARÁNGUIZ NORAMBUENA

SANTIAGO – CHILE 2005

UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA EN OBRAS CIVILES

ESTUDIO PRELIMINAR DE SEGURIDAD VIAL EN TÚNELES CHILENOS NUEVOS Y REHABILITADOS

MEMORIA PARA OBTENER EL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL EN OBRAS CIVILES

PAOLA ALEJANDRA ARÁNGUIZ NORAMBUENA

PROFESOR GUÍA : SR. ALEJANDRO TORRES FLORES COMISIÓN EXAMINADORA : SR. EDUARDO BARRA RIVERA

SR. CLAUDIO SAN MARTÍN SANDOVAL

SANTIAGO – CHILE 2005

“Para triunfar en la vida, no es importante llegar primero. Para triunfar simplemente hay que llegar, levantándose cada vez que se cae en el camino.” Anónimo. A mi esposo e hijo, que son el pilar fundamental de mis logros. A mi madre y hermana que siempre creyeron y apoyaron mis proyectos. A mis suegros incondicionales en cada momento. A todos… simplemente GRACIAS.

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RESUMEN Debido al creciente desarrollo económico y la gran densificación de las ciudades, se ha generado la necesidad de desarrollar carreteras que permitan mejorar la interconexión vial entre puntos alejados dentro de la ciudad teniendo como principal beneficio disminuir los tiempos de viaje. Es por ello, que una de las posibles soluciones son los túneles, que permiten descongestionar con un bajo impacto ambiental. El principal objetivo de este trabajo de titulación es realizar un estudio preliminar de seguridad vial en túneles chilenos, esto conlleva a tener que observar qué sucede con las normativas tanto chilenas como extranjeras, lo cual permitirá generar paralelos entre normativas e infraestructuras existentes en los túneles. Para conseguir el objetivo, fue fundamental recopilar información de normativas tanto chilenas como extranjeras, lo que permitió comparar y determinar que tan efectivos son los estándares chilenos de seguridad utilizados. Es fundamental cuando se analizan las infraestructuras conocer etapas iniciales, como la planificación y el diseño, ya que es en estas etapas donde se analizan todos los elementos y equipamientos necesarios para obtener buenos resultados desde el punto de vista de la seguridad de la circulación vial, tanto durante la etapa de construcción como en su operación. Es así que un factor fundamental es conocer la historia, infraestructura y equipamiento de los túneles chilenos y, de esta forma, fundar las bases para poder entregar los aportes necesarios en aquellos casos que se encuentren por debajo de los estándares de seguridad y resguardar la integridad de los usuarios de las vías. Si bien Chile es un país que está en sus inicios en temas de seguridad vial, es importante recalcar que las autoridades actualmente están trabajando en una normativa que permitirá regular de manera más efectiva proyectos futuros. Es en este sentido que saldrá publicado el volumen Nº 6 del Manual de Carreteras “Seguridad Vial”. El texto está basado en normativas extranjeras, principalmente las que rigen a la Unión Europea y, si bien es muy beneficioso seguir ejemplos de países con mayor experiencia en el tema, como país hemos obviado etapas clave en la concepción de esta norma. Se echa de menos una actualización y adaptación a las conductas propias de los usuarios chilenos. El paralelo que se generó, mostró que los túneles concesionados cumplen completamente los estándares, sin embargo, los túneles que tienen el mantenimiento y conservación a cargo del Estado, aún se encuentran lejos de los estándares internacionales. Es complejo observar que el elemento condicionante de la calidad de las rutas sea el volumen de tránsito, es en este aspecto que las autoridades deben trabajar para entregar un buen servicio y por ende resguardar la vida de los usuarios. Finalmente, es imprescindible tener conciencia que las vidas humanas son invaluables, por lo cual no se debe escatimar en medidas de seguridad. Es preciso generar una aceptación de los usuarios de que la seguridad total no existe, pero sí se puede trabajar para disminuir el nivel de riesgo de protagonizar un accidente de tránsito.

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PRÓLOGO El presente trabajo de titulación corresponde a una investigación realizada por el Departamento de Ingeniería en Obras Civiles (USACH), el cual se desarrolló durante los meses de marzo de 2005 a septiembre de 2005. Este trabajo surge como necesidad de investigar los avances en seguridad vial en túneles de carretera producto del explosivo aumento de este tipo de infraestructuras, además de cumplir con el último de los requisitos establecidos por el Departamento de Ingeniería en Obras Civiles de la Universidad de Santiago de Chile para optar al título de Ingeniero Civil en Obras Civiles. Es necesario agradecer a cada una de las personas que participaron, de una u otra forma, en el desarrollo de este trabajo:

- Al personal del Departamento de Túneles del Ministerio de Obras Públicas, Transporte y Telecomunicaciones por su paciencia y apoyo técnico, en especial a la Sra. Eliana Maldonado.

- A todo el personal del Departamento de Seguridad Vial del Ministerio de Obras

Públicas, por su colaboración y buena disposición, además de facilitar información del Volumen Nº 6 del Manual de Carretera antes de su publicación, en especial a Sr. Juan Sánchez, coordinador de difusión, Sr. Luis González y Sr. Claudio González, por su aporte y experiencia en el tema.

- A la empresa concesionaria de la autopista Rutas del Pacífico, por facilitar su personal

e instalaciones para realizar visitas técnicas a los túneles de su administración.

- A la empresa concesionaria de la autopista Los Libertadores, por facilitar su personal e instalaciones para realizar una visita técnica al túnel Chacabuco.

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ÍNDICE GENERAL Página Resumen i Prólogo ii Índice General iii Índice de Figuras vi Índice de Tablas viii CAPÍTULO 1: INTRODUCCIÓN 1 1.1 La necesidad de túneles de carretera……………………………. 1 1.2 Marco normativo de los túneles…………………………………. 3 1.3 Objetivos de la investigación……………………………………. 5 1.4 Alcances…………………………………………………………. 6 1.5 Desarrollo del Documento………………………………………. 6 CAPÍTULO 2: 8

ANTECEDENTES GENERALES SOBRE TÚNELES DE CARRETERAS

2.1 Reseña histórica de la normativa de túneles utilizada en chile…. 8 2.2 Aspectos constructivos………………………………………….. 10 2.2.1 Geometría del proyecto…………………………………………. 10 2.2.2 Geología y geotecnia del macizo……………………………….. 13 2.2.3 Sistemas constructivos………………………………………….. 15 2.2.4 Métodos de excavación de túneles……………………………… 16 2.2.5 Equipos para excavar……………………………………………. 17 2.3 Elementos que conforman un túnel……………………………... 22 CAPÍTULO 3: 36

LOS SISTEMAS INTELIGENTES DE TRANSPORTE (ITS) Y LA SEGURIDAD VIAL EN TÚNELES

3.1 Antecedentes históricos sobre la accidentalidad en túneles…….. 36 3.2 Sistemas inteligentes de transporte (ITS) en túneles …………… 41 3.2.1 Sistemas inteligentes aplicados a la operación………………….. 43 3.2.2 Sistemas inteligentes aplicados al mantenimiento………………. 45 3.3 Sistemas de ventilación………………………………………….. 46 3.3.1 Ventilación semitransversal con ventilador axial……………….. 47 3.3.2 Ventilación transversal con ventiladores axiales………………... 48 3.3.3 Ventilación longitudinal………………………………………… 48 3.3.4 La elección del concepto de ventilación de acuerdo con los

aspectos actuales………………………………………………… 50

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página 3.3.5 Seguridad en caso de incendio……………………………………… 51 3.3.6 Infraestructuras de ventilación……………………………………… 53 3.3.7 Comunicación entre los conductos de aire y el túnel……………….. 55 3.3.8 Pozos y galerías para el paso del aire……………………………….. 57 3.3.9 Estaciones de ventilación…………………………………………… 57 3.4 Control de incendio…………………………………………………. 57 3.4.1 Sistemas de detección de incendios………………………………… 58 3.4.1.1 Sistemas basados en cable metálico………………………………… 58 3.4.1.2 Sistemas basados en dilatación de gas……………………………… 59 3.4.1.3 Sistemas basados en fibra óptica……………………………………. 61 3.4.1.4 Sistemas basados en detectores de temperatura embebidos en un

cable………………………………………………………………… 62 3.4.1.5 Sistemas basados en el tratamiento de la señal de video…………… 63 3.4.2 Infraestructura de seguridad………………………………………… 63 3.4.2.1 Equipos complementarios relacionados con la infraestructura……... 67 3.4.3 Ayudas a la evacuación……………………………………………... 70 3.4.4 Vehículos especiales………………………………………………... 71 CAPÍTULO 4: 77

MARCO REGULATORIO Y NORMATIVO DE LA SEGURIDAD VIAL EN TÚNELES

4.1 Normativa chilena…………………………………………………... 77 4.1.1 Diseño luminotécnico de túneles…………………………………… 77 4.1.1.1 Problemática visual en los túneles………………………………….. 77 4.1.1.2 Iluminación diurna………………………………………………….. 78 4.1.1.3 Definición de zonas de túneles……………………………………… 79 4.1.1.4 Iluminación nocturna……………………………………………….. 82 4.1.1.5 Contraste y niveles de luminancia………………………………….. 83 4.1.1.6 Limitación del deslumbramiento…………………………………… 87 4.1.1.7 Condiciones de tránsito en calzada…………………………………. 89 4.1.1.8 Luminancia en la zona de acceso…………………………………… 91 4.1.1.9 Luminancia en la zona de umbral…………………………………... 92 4.1.1.10 Iluminación de túneles según su longitud…………………………... 93 4.1.1.11 Sistemas Simétricos………………………………………………… 94 4.1.1.12 Sistemas Asimétricos……………………………………………….. 96 4.1.1.13 Distancia de seguridad (DS)………………………………………… 97 4.1.1.14 Luminancia en la zona umbral…………………………………….... 99 4.1.1.15 Luminancia en la zona de transición………………………………... 99

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página 4.1.1.16 Alumbrado en la zona interior………………………………………. 101 4.1.1.17 Alumbrado en la zona de salida…………………………………….. 101 4.1.1.18 Alumbrado nocturno………………………………………………... 102 4.1.1.19 Estados de iluminación de un túnel…………………………………. 104 4.1.1.20 Deslumbramiento…………………………………………………… 107 4.1.1.21 Optimización de resultados mediante variación en la definición de

los elementos constructivos…………………………………………. 107 4.1.1.22 Efecto de parpadeo (flincker)……………………………………….. 108 4.1.1.23 Alumbrado de emergencia………………………………………….. 109 4.1.1.24

Alumbrado de escape o de guiado de emergencia en caso de incendio……………………………………………………………... 109

4.1.2 Plan maestro de mantenimiento…………………………………….. 110 4.1.2.1 Pasillo peatonal……………………………………………………... 111 4.1.2.2 Drenajes…………………………………………………………….. 112 4.1.2.3 Impermeabilizaciones………………………………………………. 112 4.1.2.4 Elementos de sostenimiento………………………………………… 112 4.1.2.5 Revestimientos funcionales…………………………………………. 113 4.1.2.6 Demarcaciones y señalizaciones……………………………………. 113 4.1.2.7 Abastecimiento de energía………………………………………….. 114 4.1.2.8 Iluminación ………………………………………………………… 114 4.1.2.9 Ventilación………………………………………………………….. 115 4.1.2.10 Alarmas y sistemas de extinción de incendios……………………… 116 4.1.2.11 Circuito cerrado de televisión………………………………………. 116 4.1.2.12 Comunicaciones…………………………………………………….. 117 4.1.2.13 Centro de control……………………………………………………. 117 4.1.3 Requerimientos para una operación normal………………………… 118 4.1.3.1 Organización………………………………………………………... 118 4.1.3.2 Condiciones para la operación……………………………………… 119 4.2 Regulación Europea………………………………………………… 121 4.2.1 Control de incendios y evacuación de humos………………………. 121 4.2.2 Dispositivos de seguridad…………………………………………... 124 4.3 Análisis comparativo de los marcos normativos……………………. 126 CAPÍTULO 5: LOS TÚNELES EN CHILE 127 5.1 La necesidad de una normativa chilena…………………………….. 127 5.2 Infraestructura y equipamiento en túneles chilenos………………… 128 5.3

Ejemplo Costanera Norte ¿está el país preparado para efectuar una correcta fiscalización?......................................................................... 161

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página 5.4 Análisis crítico de los túneles………………………………………... 163 CAPÍTULO 6: CONCLUSIONES 169 BIBLIOGRAFÍA 172 ÍNDICE DE FIGURAS CAPÍTULO 2:

ANTECEDENTES GENERALES SOBRE TÚNELES DE CARRETERAS

Figura 2.1 Esquema sección transversal de un túnel………………………….. 12 Figura 2.2 Partes básicas de un portal………………………………………… 12 Figura 2.3 Perfil transversal de portal con berma superior…………………… 13 Figura 2.4 Método Inglés……………………………………………………… 16 Figura 2.5 Método Belga……………………………………………………… 16 Figura 2.6 Método Alemán……………………………………………………. 16 Figura 2.7 Método Austriaco………………………………………………….. 16 Figura 2.8 Esquema de un Minador…………………………………………… 17 Figura 2.9 Esquema básico de un Topo……………………………………….. 18 Figura 2.10 Esquema de un Escudo…………………………………………….. 18 Figura 2.11 Vista de un Doble Escudo…………………………………………. 19 Figura 2.12 Esquema de un Shaft Drilling……………………………………… 19 Figura 2.13 Vista de un Shaft Boring…………………………………………... 20 Figura 2.14 Esquema de un Jumbo……………………………………………... 21 Figura 2.15 Esquema completo para la excavación de pozos…………………... 22 Figura 2.16 Jaula Jora en chimenea vertical e inclinada………………………... 22 Figura 2.17 Nichos de estacionamiento de emergencia………………………… 27 Figura 2.18 Sistemas de ventilación en túneles………………………………… 29 Figura 2.19 Señal de túnel (E11A)……………………………………………... 31 Figura 2.20 Señal de teléfono de emergencia…………………………………... 32 Figura 2.21 Señal de extintor…………………………………………………… 32 Figura 2.22 Señales de estacionamiento de emergencia………………………... 32 Figura 2.23 Señales de salida de emergencia…………………………………… 32 Figura 2.24 Señalización de emergencia……………………………………….. 33 Figura 2.25 Señalización de pistas……………………………………………… 33 Figura 2.26 Paneles de señalización variable…………………………………... 34

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CAPÍTULO 3:

LOS SISTEMAS INTELIGENTES DE TRANSPORTE (ITS) Y LA SEGURIDAD VIAL EN TÚNELES

páginaFigura 3.1 Ventilación semitransversal………………………………………….. 46 Figura 3.2 Ventilación transversal……………………………………………….. 47 Figura 3.3 Esquema básico de un ventilador de chorro…………………………. 47 Figura 3.4 Ventilación longitudinal con ventiladores de chorro………………… 49 Figura 3.5 Ventilación longitudinal con ventiladores extractores de aire……….. 49 Figura 3.6 Ventilador axial………………………………………………………. 50 Figura 3.7 Ventilador axial reversible…………………………………………… 50 Figura 3.8

Estructura de elementos finitos para análisis de tensiones de la carcasa de un ventilador……………………………………………… 51

Figura 3.9 Techo falso, división en cantones y compartimientos……………….. 54 Figura 3.10 Diferentes disposiciones posibles para la insuflación y la aspiración.. 56 Figura 3.11 Cable metálico……………………………………………………….. 59 Figura 3.12 Sistema de dilatación de gas…………………………………………. 60 Figura 3.13 Esquema de conexionado (Dilatación de gas)……………………….. 60 Figura 3.14 Esquema de funcionamiento de fibrolaser…………………………… 61 Figura 3.15 Composición del cable sensor………………………………………... 62 Figura 3.16 Cable sensor………………………………………………………….. 62 Figura 3.17 Detalle del circuito integrado………………………………………… 62 Figura 3.18 Nichos de seguridad………………………………………………….. 63 Figura 3.19 Galerías de evacuación previstas en el túnel de Somport……………. 65 Figura 3.20

Sistema de conexión de un refugio con las galerías de ventilación del techo falso. Túnel de Foix (Francia)…………………………………

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Figura 3.21

Ejemplos de agrupaciones de salidas de emergencia y/o aspiraciones de humo para túneles de longitud diferentes y con tránsito inverso…. 66

Figura 3.22

Incendio en un túnel: 2 vehículos libianos, aproximadamente 4 m2 de superficie de gasolina. Velocidad de la corriente del túnel inferior a 0,5 m/s……………………………………………………………… 67

Figura 3.23

Incendio en un túnel: 2 vehículos libianos, aproximadamente 4 m2 de superficie de gasolina. Velocidad de la corriente del túnel 2 m/s… 67

Figura 3.24 Canaleta con abertura vertical y abertura horizontal………………… 68 Figura 3.25 Disposición de las canaletas en paralelo y en serie…………………... 68 Figura 3.26 Corte esquemático de los sifones…………………………………….. 69 Figura 3.27 Esquema de funcionamiento (izquierda) y Equipamiento de control

térmico…………………...…………………………………………… 69 Figura 3.28 Tipos de hilos Ariadna…………………..........……………………… 70 Figura 3.29 Vehículo tipo Jano. Túnel Mont Blanc............……………………… 72

viii

páginaFigura 3.30 Vehículo tipo CAMIVA T1700. Túnel Somport..…………………… 74 Figura 3.31 Bomba urbana ligera para actuar desde las galerias.………………… 74 Figura 3.32 Interior del vehículo de evacuación. Túnel de Frejus….…………… 75 Figura 3.33 Vehículo de evacuación. Túnel de Frejus........……………………… 75 Figura 3.34 Vehículos eléctricos bajo galería. Túnel de Mont Blanc……………. 76 CAPÍTULO 4:

MARCO REGULATORIO Y NORMATIVO DE LA SEGURIDAD VIAL EN TÚNELES

Figura 4.1 Sección longitudinal de un túnel largo……………………………….. 78 Figura 4.2 Efecto del agujero negro……………………………………………... 79 Figura 4.3 Zonas de acceso……………………………………………………… 80 Figura 4.4

Campo visual del conductor, diferentes posibilidades de contraste de luminancia……………………………………………………………. 83

Figura 4.5 Curva visibilidad……………………………………………………... 84 Figura 4.6 Explicación del deslumbramiento……………………………………. 87 Figura 4.7 Ejemplo de contraste…………………………………………………. 90 Figura 4.8 Visión en el cono 20º………………………………………………… 92 Figura 4.9 Diagrama de flujo……………………………………………………. 94 Figura 4.10 Diagrama de flujo para túneles de mediana velocidad………………. 94 Figura 4.11 Tipo de distribución simétrica de luminarias………………………… 95 Figura 4.12 Sistema simétrico…………………………………………………….. 96 Figura 4.13 Tipo de distribución asimétrica de luminarias ………………………. 97 Figura 4.14 Sistema a contra flujo………………………………………………… 97 Figura 4.15 Diagrama para el cálculo de la distancia de detección………………. 98 Figura 4.16 Curva de adaptación………………………………………………….. 100 Figura 4.17 Curva de solución teórica ……………………………………………. 103 Figura 4.18 Comparación de curvas escalonadas de adaptación …………………. 104 Figura 4.19 Espaciamiento de luminarias………………………………………… 108 CAPÍTULO 5: LOS TÚNELES EN CHILE Figura 5.1 Ubicación e imagen túnel Curvo……………………………………... 130 Figura 5.2 Ubicación e imagen túnel Farellón…………………………………... 131 Figura 5.3 Ubicación e imagen túnel Jardín Botánico…………………………... 132 Figura 5.4 Ubicación e imagen túnel La Grupa…………………………………. 133 Figura 5.5 Ubicación e imagen túnel Las Astas…………………………………. 134 Figura 5.6 Ubicación e imagen túnel Las Palmas……………………………….. 135 Figura 5.7 Ubicación e imagen túnel Las Raíces………………………………... 136

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páginaFigura 5.8 Ubicación e imagen túnel Pedro Galleguillos………………………... 137 Figura 5.9 Ubicación e imagen túnel Puclaro…………………………………… 138 Figura 5.10 Ubicación e imagen túnel Recto……………………………………... 139 Figura 5.11 Ubicación e imagen túnel Del Cristo Redentor……………………… 140 Figura 5.12 Ubicación e imagen túnel Caracoles………………………………… 143 Figura 5.13 Ubicación e imagen túnel Angostura………………………………… 144 Figura 5.14 Ubicación e imagen túnel Chacabuco………………………………... 146 Figura 5.15 Ubicación e imagen túnel La Calavera antes de la concesión……….. 148 Figura 5.16 Túnel La Calavera después de la concesión…………………………. 149 Figura 5.17 Ubicación e imagen túnel Lo Prado antes de la concesión………….. 150 Figura 5.18 Túnel Lo Prado después de la concesión……………………………. 153 Figura 5.19 Galerías de comunicación en túnel Lo Prado………………………... 154 Figura 5.20 Ubicación e imagen túnel Zapata antes de la concesión……………... 155 Figura 5.21 Galerías de comunicación en túnel Zapata…………………………... 158 Figura 5.22 Túnel Zapata después de la concesión……………………………….. 158 Figura 5.23 Ubicación e imagen túnel El Melón………………………………….. 159 ÍNDICE DE TABLAS CAPÍTULO 2: ANTECEDENTES GENERALES SOBRE TÚNELES DE

CARRETERAS Tabla 2.1 Resumen requisitos condicionantes de seguridad vial……………….. 26 CAPÍTULO 3:

LOS SISTEMAS INTELIGENTES DE TRANSPORTE (ITS) Y LA SEGURIDAD VIAL EN TÚNELES

Tabla 3.1 Cronología de siniestros en túneles de carreteras……………………. 39 Tabla 3.2 Estadística de accidentes en túneles periodo 1996-2005…………….. 40 CAPÍTULO 4:

MARCO REGULATORIO Y NORMATIVO DE LA SEGURIDAD VIAL EN TÚNELES

Tabla 4.1 Zonas de acceso……………………………………………………… 80 Tabla 4.2 Parámetros de deslumbramiento……………………………………... 87 Tabla 4.3 Coeficiente de revelado de contraste………………………………… 89 Tabla 4.4 Valores de luminancia de cielo, carretera y alrededores (kCd/m2)….. 91 Tabla 4.5 Luminancia de L20, para diferentes tipos de zonas………………….. 93 Tabla 4.6 Tipo de sistema simétrico……………………………………………. 95 Tabla 4.7 Aplicación sistema asimétrico de luminarias………………………… 97

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PáginaTabla 4.8 Distancia de seguridad según velocidad para pendiente de calzada 0.. 98 Tabla 4.9 Ejemplo de distancia de seguridad para pendiente de calzada -2……. 99 Tabla 4.10 Ejemplo de cálculo…………………………………………………… 99 Tabla 4.11 Luminancia promedio zona interior………………………………….. 101 Tabla 4.12 Curva de solución teórica…………………………………………….. 102 Tabla 4.13 Rango de operación de la luminancia de la zona de acceso…………. 105 Tabla 4.14 Rango de operación de luminancia de la zona de acceso……………. 105 Tabla 4.15 Estados de iluminación de un túnel………………………………….. 105 Tabla 4.16 Ejemplo de estados de iluminación de un túnel……………………… 106 Tabla 4.17 Zonas y subzonas de luminancia……………………………………... 106 CAPÍTULO 5: LOS TÚNELES EN CHILE Tabla 5.1 Nómina de túneles por administración directa……………………….. 129 Tabla 5.2 Nómina de túneles por contrato……………………………………… 140 Tabla 5.3 Nómina de túneles concesionados…………………………………… 144 Tabla 5.4

Elementos mínimos existentes en túneles con TMDA < 2.000 y longitudes entre 500 a 1.000 m………………………………………. 165

Tabla 5.5

Elementos mínimos existentes en túneles con TMDA < 2.000 y longitudes > 1.000 m………………………………………………… 166

Tabla 5.6

Elementos mínimos existentes en túneles con TMDA > 2.000 y longitudes entre 1.000 a 3.000 m…………………………………….. 167

Tabla 5.7 Propuesta equipamiento mínimo……………………………………... 169

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CAPÍTULO 1

INTRODUCCIÓN 1.1 LA NECESIDAD DE TÚNELES DE CARRETERA.

A comienzos de los años 50, el volumen de tránsito en comparación con el de hoy en día era muy escaso y apenas se prestaba atención a los aspectos relativos al medio ambiente.

Sólo en el curso del crecimiento económico se ha ido incrementando progresivamente de año en año el tránsito individual (tránsito, vacaciones, transportes profesionales). Las autoridades competentes se vieron forzadas a ocuparse del volumen de tránsito, buscando soluciones sobre la forma en que el medio ambiente pudiera en el futuro soportar las cargas que ya entonces se podían prever.

La solución eran los túneles. Debido a la alta densidad de población, Europa ocupó una posición de vanguardia en la tecnología de los túneles.

Los túneles oscilaban en longitudes de 3 a 16 kilómetros. Para la ventilación de estos tramos de túnel, a veces muy largos, era preciso que en aquellas fechas los proyectistas, y finalmente también las empresas constructoras, llevaran a cabo unos trabajos de pionero en muchos aspectos, ya que sólo condicionalmente se podía recurrir a las experiencias recogidas en los sistemas de los túneles más antiguos del mundo. Chile es un país que se caracteriza por sus grandes estructuras fisiográficas longitudinales que constituyen la Cordillera de los Andes, que es la cadena montañosa más larga de la Tierra, bordeando todo el país de norte a sur, la Depresión Central, Cordillera de la Costa y Planicies costeras, siendo en la Depresión Central donde se concentra la mayor parte de la población y las actividades económicas. Es por ello, que en los últimos años se ha visto un importante desarrollo en este tipo de proyectos, dando espacio para la realización de soluciones viales modernas y eficientes. Desde la fundación del Ministerio de Obras Públicas, en Junio de 1887, los túneles de ferrocarriles, de obras hidráulicas y de caminos, han estado a su cargo. La red ferroviaria norte, tramo La Calera - Cabildo, se abrió el túnel Palos Quemados, con 1.050 m. de longitud. De Cabildo a Limáhuida se ejecutaron cuatro túneles, que sumaron 2.180 m., de los cuales La Grupa y Las Palmas son utilizados en la actualidad para el transporte vial desde que dejó de circular el ferrocarril, de Los Vilos al Choapa se construyó el de Cavilolén, de poco más de 1.600 m. y de Illapel a San Marcos, el túnel del Espino, con cerca de 1.500 m. En la zona central se construyó el túnel Caracoles del ferrocarril trasandino, inaugurado en 1910, con una extensión de 3.143 m. de los cuales 1460 m. corresponden al sector chileno. Al sur, próximo a Lonquimay, se terminó el túnel Las Raíces en 1939, con una longitud que alcanzó a los 4.528 m. y que al igual que el antes mencionado están bajo la administración de la Dirección de Vialidad. Continuando con los túneles viales tenemos el de Angostura, con 347 metros de longitud, entre la Región Metropolitana y VI región; el túnel Zapata, con 1.215 m. de

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longitud, entre la Regiones Metropolitana y V, ambos construidos en 1947. En 1949 en la V región la construcción del túnel La Calavera con 298 m. En 1956 se comenzó la construcción del túnel Chacabuco, ubicado entre las Regiones Metropolitana y V, con 2.045 m. lineales de longitud. El Túnel Lo Prado en la Región Me-tropolitana de 2.745 m. fue inaugurado en 1970. Mientras que el túnel Cristo Redentor entregado en 1980, con 3.080 m. lineales, de los cuales 1.564 metros corresponden al lado chileno en la V región. En la segunda región está el túnel Pedro Galleguillos Tapia en el camino costero entre Iquique y Tocopilla, terminado en 1994, con 793 m. El túnel Farellón, en la XI Región, con 240 m. y entre los túneles más recientes se encuentran el túnel El Melón, en la V Región, con 2.505 m. inaugurado en Septiembre de 1995, construido bajo la modalidad de concesiones. En 1996 en la V región se realizó la construcción de 2 túneles paralelos de 245 m. cada uno, túnel Jardín Botánico. Durante el año 2000 se entregan a concesión la construcción y explotación los túneles La Calavera II en la V región con 300 m., Lo Prado II en las región Metropolitana con 2.823 m. y Zapata II en el límite de la región Metropolitana y la V región con 1.114 m. de longitud. En la actualidad, con la nueva modalidad de concesiones, el Ministerio de Obras Públicas a entregado proyectos impulsando una transformación radical de la urbe con el fin de hacerla más agradable, segura, ambientalmente sustentable y con una conectividad eficiente, es por ello que en abril del 2005 se realiza la inauguración de una de las primeras grandes obras urbanas, autopista Costanera Norte, el desarrollo de este proyecto se consideró un gran desafío a la ingeniería ya que la mayor parte del túnel se debió emplazar bajo el río Mapocho, debiendo realizar mejoras a la caja del río, a través de la construcción de más defensas fluviales, la canalización del río, el revestimiento de la caja, la limpieza del cauce y la construcción de las obras de descarga de aguas lluvias al río Mapocho. Por otra parte, al mismo tiempo en base a la misma modalidad se está desarrollando otro proyecto de gran envergadura, habilitación nuevo camino La Polvora, sector quebradas Las Animas-Puerto de Valparaíso, V región. Producto de este notable crecimiento se han debido realizar sistemáticos desarrollos debiendo tener en cuenta un amplio abanico de disciplinas que van desde la geometría y trazado hasta medidas para disminuir la claustrofobia pasando por la iluminación, ventilación, señalización, infraestructuras de seguridad, circuito cerrado de televisión, radiocomunicaciones, detección automática de incidentes (D.A.I.), telefonía, detección de incendios, drenajes, etc. Como punto fundamental un túnel debe y tiene que ser tan seguro como el cielo abierto. Es misión de los expertos en seguridad aplicada a las obras subterráneas definir el conjunto de infraestructuras, instalaciones y equipamientos. Es imposible olvidar a los usuarios que son un factor preponderante a la hora de explotar un túnel, ellos no son conscientes de los elementos de seguridad puestos a su disposición, es evidente que se hace necesario educar a los conductores para que las acciones que realicen dentro del túnel sean las adecuadas. Es importante no transmitir la sensación de que la conducción en túneles sea más segura, olvidando el agravamiento que significa que se produzca un accidente dentro del túnel.

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No se debe olvidar la gran importancia que tiene la atención oportuna a la hora de generarse un incidente, por lo que actuar rápidamente y bien, es fundamental para que las consecuencias sean las mínimas posibles. Los incidentes son situaciones extraordinarias que rompen los esquemas monótonos de la explotación, produciendo modificaciones microscópicas y macroscópicas distintas a las esperadas. En ocasiones las modificaciones pueden producir riesgos secundarios, para lo cual es necesario realizar una detección rápida y eficaz, que permitan actuar sobre las causas de los incidentes con prontitud a fin de devolver a vía la normalidad en el menor tiempo, previniendo y guiando a los usuarios de la vía, hasta que vuelva todo a la normalidad. Para las situaciones anteriores y realizar las mejores recomendaciones es necesario que los proyectistas del túnel prevean las infraestructuras, instalaciones y equipamientos necesarios para permitir una respuesta contundente y rápida frente a posibles incidentes. En el contexto de lo anterior es imprescindible que funcionen eficazmente los distintos elementos tanto de alerta por parte de los usuarios como una alarma de detección de anomalías en la vía o equipamiento. Con respecto a estos temas son fundamentales las nuevas técnicas de detección automática de incidentes (D.A.I). Por último, dentro de los elementos complementarios que también es necesario considerar están los equipos de socorro que deben ser capaces de llegar al punto del suceso en el menor tiempo posible para evitar daños y consecuencias mayores, al menos, en una de las bocas del túnel debe encontrarse permanentemente un vehículo que permita la lucha contra incendios y exista personal que este capacitado para enfrentar todo tipo de incidentes, debiendo preverse infraestructuras que le permitan una buena accesibilidad a dichos equipos. Debido a lo anterior se hace indispensable estudiar la factibilidad de galerías paralelas a partir de determinadas longitudes de túnel. 1.2 MARCO NORMATIVO DE LOS TÚNELES. La Dirección Nacional de Vialidad Chilena tiene la responsabilidad de realizar la mantención, conservación y operación de los túneles de la red vial básica nacional, además la fiscalización de la construcción y explotación de las obras concesionadas. En la actualidad existen 3 tipos de modalidades para la mantención, conservación y explotación de los túneles chilenos: • Por Administración Directa (sólo mantención y conservación). • Por Contrato con Empresa Privada. • Por Sistema de Concesiones. Administración Directa. En ésta modalidad se encuentran los túneles: Curvo, El Farellón, los dos tubos de Jardín Botánico, La Grupa, Las Astas, Las Palmas, Las Raíces, Pedro Galleguillos, Puclaro y Recto. El Departamento de Túneles dispone de personal capacitado, equipo y un Manual de

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Mantención y Conservación de Túneles, con el fin de conservar las obras e instalaciones existentes, para la operación del túnel. El Manual de Mantenimiento de Túneles depende principalmente de la clase del túnel y del equipamiento técnico que posee. Esta mantención incluye dos categorías; mantención preventiva o mantención periódica la que permite verificar el estado de los elementos en operación, se realiza por períodos preestablecidos y la mantención correctiva que se realiza como resultado de fallas o por daño de los elementos, además de una inspección o control regular de este plan. Contrato con empresa privada. Se realiza por Propuesta Pública donde se adjudica a una Empresa Privada, generándose para tal efecto un contrato de mantención, conservación y operación de túneles, bajo la fiscalización directa de la Dirección de Vialidad, mediante el Departamento de Túneles. Los túneles que se encuentran bajo ésta modalidad son Cristo Redentor y Caracoles, los cuales son túneles limítrofes con Argentina y por tanto sólo corresponde la mitad de la longitud de cada túnel. Por ser una zona limítrofe estos túneles operan bajo condiciones especiales de servicio como horarios, transporte de sustancia peligrosa, cierre del camino internacional por condiciones climáticas, además la infraestructura existente en el acceso chileno, Casa de Máquina, la que permite ser refugio invernal frente a situaciones de emergencia producida por fuertes nevazones o avalanchas, las que han dejado aislados a usuarios de esta ruta por varios días, siendo posible su rescate, debido a que el Manual de Mantenimiento y Conservación de estos túneles considera esta eventualidad en el contrato de operación del túnel frente a situaciones de emergencia. Sistema de Concesiones. Esta última modalidad ha permitido el mejoramiento de las infraestructuras y equipamiento existente en los túneles, con el fin de mejorar los estándares en la obras construidas con anterioridad. De esta forma se le ha permitido al Departamento de Túneles, asesorar los proyectos de construcción de túneles desde la etapa de estudio hasta la explotación, a fin de asegurar que el túnel en su obra e instalaciones esté permanentemente en una situación que permita la circulación de vehículos en las condiciones de seguridad y comodidad para lo que fueron proyectados. Los túneles que se encuentran bajo ésta modalidad son Angostura, El Melón, La Calavera I y II, Lo Prado I y II, Zapata I y II, Chacabuco y uno de los últimos ya inaugurados Costanera Norte. Estas obras fueron concebidas bajo normativas tanto nacionales como extranjeras que les permiten ser más seguras desde el punto de vista vial. Para efectos de concesiones los proyectos de ingeniería se deben ajustar a los siguientes documentos: • Última versión de Manual de Carreteras de la Dirección de Vialidad del MOP: Volumen Nº 2 PROCEDIMIENTOS DE ESTUDIOS VIALES Volumen Nº 3 INSTRUCCIONES Y CRITERIOS DE DISEÑO

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Volumen Nº 4 PLANOS DE OBRAS TIPO: Corresponde a la presentación clasificada y ordenada de aquellas obras viales que por su naturaleza repetitiva y de fácil aplicación general, resulta factibles de tipificar, con lo cual se permite estandarizar gran parte de las obras. Volumen Nº 5 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS GENERALES DE CONSTRUCCIÓN: Estipula los requisitos de calidad, establece estándares y describe los procedimientos más usuales de ejecución, para los trabajos que habitualmente se contemplan en la construcción, mejoramiento, reposición y ampliación de caminos y sus obras complementarias. Volumen Nº 6 SEGURIDAD VIAL: (Aún en su fase preliminar) Se indican conceptos básicos de seguridad vial, establece un marco normativo general, difunde el concepto de gestión vial en zonas urbanas e interurbanas, establece recomendaciones de seguridad vial para el diseño y construcción de obras complementarias, identificación y medidas de mitigación de riesgos de accidentes y por último generar estándares de calidad en elementos y dispositivos de señalización que permitan evaluar en todo momento, su correcto funcionamiento, mantención y reposición. Volumen Nº 7 MANTENIMIENTO VIAL: Se relaciona con todos los aspectos de la ingeniería de carreteras, de manera que, aunque este manual ha procurado ser autosuficiente, se hace necesario hacer referencia y apoyarse en la normas o criterios de diseño, y en muchas técnicas y procedimientos propios de la construcción. Por lo cual se encuentra íntimamente ligado con los Volúmenes Nº 3 y Nº 5 del Manual de Carreteras. • Manual de Señalización de Tránsito del Ministerio de Obras Públicas, Transporte y Telecomunicaciones. Específicamente, Cap.1, Cap. 2 “Señales Verticales”, Cap. 3 “Demarcaciones”, Cap. 4 “Semáforos”. • Instructivo y Normas Internacionales vigentes de Diseño y Operación de Túneles. • Iluminación en túneles “Guide for the lighting of Road Tunnels and Underpasses”, Publication CIE 88. • Bases de licitación. 1.3 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN. El principal objetivo de está investigación es observar los avances en seguridad vial, para lo cual es necesario partir por países desarrollados, que es en donde se ha observado el mayor fortalecimiento en tecnologías para la construcción y el equipamiento de túneles, producto del aumento de sus longitudes, una consecuencia directa de lo anterior es el aumento de incidentes, es por ello que cada vez se generan más estudios y grupos de trabajo para que la explotación de túneles sea más eficiente y efectiva. Es fundamental que nuestro país avance a los estándares internacionales ya que en los últimos años se ha visto un aumento en las infraestructuras de túneles, mostrando que aún la sociedad de nuestro país no está educada para transitar en carreteras modernas, haciéndose necesario crear una normativa que esté acorde a nuestra realidad.

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En vista a lo anterior las autoridades se han visto en la obligación de crear documentos para estas nuevas infraestructuras, es por ello que el Departamento de Seguridad Vial está trabajando en la confección del volumen Nº 6 del Manual de Carreteras donde se toma conciencia de los parámetros necesarios para tener infraestructuras más seguras, generando por ende una mejor explotación de nuestros túneles de carreteras. Por último, al realizar éste trabajo se consideró la importancia que adquiere conocer si las normativas están de acuerdo a los estándares internacionales, pero al mismo tiempo es fundamental saber cómo se está fiscalizando, y poner en el tapete aspectos fundamentales que deberían tomarse en cuenta para una mejor fiscalización, ya que sin una buena fiscalización tanto en la construcción como en la explotación generan graves consecuencias a futuro. 1.4 ALCANCES

Este trabajo de titulación pretende mostrar en qué condiciones se encuentra Chile en cuanto a las normativas e infraestructuras que actualmente se están utilizando en túneles viales, es un estudio preliminar en seguridad vial de túneles Chilenos, dando algunas pautas para futuros proyectos. 1.5 DESARROLLO DEL DOCUMENTO

El presente documento se desarrolla en 6 capítulos, iniciado por este primero de Introducción, en el cual se estipulan los contenidos generales, fundamentos, objetivos y alcances del trabajo de investigación.

El Capítulo 2 titulado Antecedentes generales sobre túneles de carretera, tiene como objetivo mostrar que elementos son necesarios para la seguridad vial de túneles, es fundamental que al considerar los elementos necesarios se consideren los aspectos constructivos, es en esta primera etapa donde se deben realizar las consideraciones necesarias para los elementos de seguridad. Por último, se definen los elementos básicos en un túnel según su longitud y TMDA(tránsito medio diario anual), es en base a esta información que más adelante nos permite generar un paralelo con la realidad de los túneles chilenos.

En el capítulo siguiente, que lleva como título Los Sistemas Inteligentes de Transporte (ITS) y la Seguridad Vial en Túneles, se entregan antecedentes de incidentes en túneles extranjeros y chilenos, describiendo las causas, tipo de materiales peligrosos involucrados y tiempos de duración de los incidentes. Los incidentes producto de sus consecuencias lleva a definir el concepto ITS (sistemas inteligentes de transporte), en general, se entiende como sistemas que utilizan tecnologías para obtener, procesar y comunicar datos en tiempo real conducidos a la gestión de tránsito, otorgar información a los conductores, a la gestión de flotas de transporte de mercancías y la explotación del transporte público, sin este primordial elemento, sobre todo en túneles de grandes longitudes, sería muy difícil detectar incidentes imposibilitando recurrir o desarrollar un plan de contingencia en el menor tiempo posible. Es importante conocer tanto los sistemas ITS como los elementos complementarios que permiten

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que funcione, es por ello que este capítulo se describen: los sistemas de ventilación, infraestructuras de ventilación y sistemas de control de incendio.

En el Capítulo 4 titulado Marco Regulatorio y Normativo de la Seguridad Vial en Túneles, se detalla la normativa Chilena y la extranjera. En la normativa Chilena, en lo que respecta, al volumen Nº 6 del Manual de Carreteras del Ministerio de Obras Públicas, en su versión preliminar. En capítulo siguiente titulado Túneles en Chile, muestra la situación actual del país en forma detallada, haciendo un recorrido por cada túnel que pertenece a vialidad, describiendo su longitud, TMDA, infraestructura existente, en el caso de los túneles concesionados se presenta el antes y el después de la concesión. Se muestra como ejemplo la Costanera Norte, en el cual se detalla los sistemas utilizados, señalizaciones, ventilaciones y sus planes de contingencia. Por último, en el análisis crítico se hace un paralelo entre la normativa y la infraestructura existente, tanto en túneles nuevos como los rehabilitados, esto se muestra en forma esquemática en tablas. Debido a que algunos túneles tienen un bajo volumen de tránsito y con condiciones por debajo de los requerimientos mínimos, es que se entrega, como manera de aportar, una tabla con una clasificación más acorde a la realidad, para lograr tener en consideración aquellos túneles que quedan un poco alejados de la normativa existente.

Finalmente en el capítulo 6, se concluirán los aspectos más relevantes que resulten de este trabajo de investigación.

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CAPÍTULO 2

ANTECEDENTES GENERALES SOBRE TÚNELES DE CARRETERAS 2.1 RESEÑA HISTÓRICA DE LA NORMATIVA DE TÚNELES UTILIZADA EN CHILE El Ministerio de Obras Públicas (MOP) en su Departamento de Túneles desarrolla constantemente reestudios del Manual de Carreteras en su volumen Nº 3 “Instrucciones y Criterios de diseño” capítulo 3.800 TÚNELES. Estas modificaciones al capítulo se hacen constantemente a medida que aparecen nuevas publicaciones de la Asociación Mundial de Carreteras PIARC, que es una de las asociaciones que involucra estudios y normativas de todo el mundo, con el objetivo de encontrar mejoras sustanciales en diseño, construcción y explotación de túneles de carreteras. Una forma clara de observar la evolución y los cambios que se han producido dentro de un túnel, es conociendo los avances logrados por los grupos de trabajo de la Asociación Mundial de Carreteras PIARC, los que desarrollan estudios principalmente en los aspectos como contaminación, seguridad (señalización y geometría), transporte de mercancías peligrosas, carreteras cubiertas y control de incendios y humos. Los trabajos de PIARC son los que han permitido al Manual de Carreteras avanzar a los estándares internacionales, por lo cual en los próximos párrafos se detallarán los temas según la cronología de los trabajos. Como primer punto se presentan los trabajos realizados en el tema de contaminación-medio ambiente-ventilación. Este tema fue analizado con mayor preocupación después del Congreso de Montreal en 1995, la contaminación del aire en los túneles de carretera se ha controlado tradicionalmente mediante los niveles de CO y de hollín. De ahora en adelante, es necesario tomar en cuenta los niveles de NO2, debido a la disminución de los niveles admitidos al aire libre[16]. Como consecuencia de lo anterior se fijó como objetivo ampliar dichos estudios y analizar algunos problemas específicos, en particular los óxidos de nitrógeno, el hollín, la dispersión de los contaminantes en las embocaduras de los túneles y el control de los sistemas de ventilación en función de la intensidad de tránsito[16]. En 1997 se creó el grupo de trabajo en Seguridad. Anteriormente, en 1995, un grupo de trabajo publicó un informe titulado “Seguridad vial en los túneles”, en que se presentaba un estudio a nivel mundial con gran cantidad de datos relativos a accidentes, averías, incendios y sus efectos sobre los diversos aspectos de la seguridad. Teniendo en cuenta este antecedente, el nuevo grupo de trabajo inició su tarea centrándose en los siguientes temas: Sección transversal: diseño geométrico y su importante influencia en la seguridad vial. Gestión de tránsito en situaciones y acontecimientos excepcionales. Dimensiones de las señales de tránsito y posibilidad de reducirlas.

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En 1995 la PIARC con la colaboración de 1OCDE (Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico) realizaron estudios de Transporte de mercancías peligrosas, con el propósito de suministrar recomendaciones exhaustivas respecto a las exigencias para este tipo de trasporte a través de los túneles de carreteras[16]. Con respecto a dicho tema el Manual de Carreteras no incluye recomendaciones, ya que según nuestra legislación, NORMATIVA SOBRE MATERIALES PELIGROSOS, DECRETO Nº 298 “Reglamenta transporte de cargas peligrosas por calles y caminos” en su Artículo 17º indica: “Los vehículos que transporten sustancias peligrosas deberán evitar el uso de vías en áreas densamente pobladas y no podrán circular por túneles cuya longitud sea superior a 500 m, cuando éstos tengan una vía segura, como es el caso de Lo Prado, Zapata y Chacabuco”. Una “carretera cubierta”, denominada inicialmente “túnel artificial” puede definirse como una envoltura física de una carretera (u otra vía de comunicación), destinada a proteger el medio ambiente de las intrusiones debidas a esta vía, sin incluir, a ser posible, ni un techo pesado (es decir, con una estructura capaz de soportar únicamente su propio peso y las cargas debidas a la conservación o a las condiciones atmosféricas, pero no las debidas a los terraplenes o al tránsito general), ni iluminación diurna o ventilación artificiales[16]. Hasta 1999, el grupo tuvo como objetivo recopilar estudios e informes y buscar ejemplos de construcciones y/o proyectos de cubiertas totales ligeras. En cada caso se pretende demostrar que se han conseguido las ventajas de un túnel sin los inconvenientes de éste; entre dichas ventajas pueden citarse un tránsito continuo y seguro, un medio ambiente exterior agradable y unos costos de construcción y de explotación razonable[16]. Dentro de los estudios reunidos se encuentran: • Proyecto de investigación y desarrollo presentado en enero de 1993 al Ministerio Federal de Transporte de Alemania. • Estudio de viabilidad de cubiertas de carreteras presentado en febrero de 1997 al Departamento de Transporte del Reino Unido. • Integración de las carreteras estatales en un entorno urbano, comparación de soluciones, realizado en abril de 1996 por la Dirección General del Rijkswaterstaat, Países Bajos. • Descripciones de determinadas obras realizadas en Japón, Francia, Suiza y España. Todos los informes hacen hincapié en las necesidades específicas de cada carretera existente o en proyecto que se desea cubrir para reducir sus desventajas[16]. Desde su creación en 1957, el Comité de Túneles de Carretera lleva trabajando sobre los medios de lucha contra incendios. En 1992, decidió que la importancia del tema justificaba la creación de un Grupo de Trabajo específico con el fin de intensificar los trabajos en este campo. En este Grupo han participado expertos de 13 países que han realizado un balance de los conocimientos actuales respecto a todos los temas relacionados con los incendios en túneles. El resultado de su trabajo fue publicado en 1999 en un informe PIARC titulado

1 OCDE: Es una organización en donde los gobiernos trabajan de manera conjunta para responder a los retos económicos, sociales y ambientales producto de la interdependencia y la globalización.

Se ha convertido en una fuente de información comparativa, de análisis y de previsiones, que permiten a los países fortalecer la cooperación multilateral. (http://www.funcionpublica.gob.mx/ocde/quehace.html)

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“Control de incendios y de humos en los túneles de carretera”. Los aspectos tratados son los siguientes: 1. Objetivo del control de incendios y de humos. 2. Riesgo y cálculo de incendios. 3. Comportamiento de los humos. 4. Métodos de estudio. 5. Ventilación para el control de incendios y de humos. 6. Salidas de emergencia y otras instalaciones de seguridad. 7. Reacción y resistencia al fuego en túneles. 8. Gestión de la intervención en caso de incendio. El Comité sigue actualmente mostrando interés en producir y publicar documentos prácticos, con recomendaciones útiles para el proyectista, explotadores y usuarios de túneles[16]. 2.2 ASPECTOS CONSTRUCTIVOS Debido a que cada vez las ciudades son más grandes y menor los espacios donde construir, se hace imperiosa la necesidad de desarrollar proyectos que consideran un túnel como solución. Siendo esta elección un gran desafío a la ingeniería, ya que en la práctica se deben desarrollar proyectos con soluciones viales modernas y eficientes, que demandan un desarrollo de mecánica de rocas y suelos, además de estudios de geología aplicada a la ingeniería. Las pautas que se indican en este trabajo solo corresponden a directrices básicas, para el diseño y construcción de una obra subterránea. Al desarrollar un proyecto de esta envergadura se debe tener en cuenta las siguientes consideraciones: • Geometría del proyecto: trazado y sección tipo. • Geología y geotecnia del macizo. • Sistemas constructivos. • Equipos para excavar. 2.2.1 Geometría del proyecto [10]. Como punto inicial para hacer el desarrollo, es indispensable la velocidad máxima de circulación, pues para efectos de diseño ésta corresponderá a la velocidad de proyecto del trazado geométrico. Es importante señalar que el diseño del trazado tanto en planta como en alzado de un túnel está sujeto a las mismas limitaciones y recomendaciones generales aplicables al diseño geométrico de un camino, excepto algunas limitaciones en el diseño como ancho de bermas, paredes verticales y semi verticales, que pueden generar consecuencia importantes en la

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disminución de visibilidad. Es por ello, que aparece la necesidad de utilizar radios de curva suficientemente grandes para que se mantenga la visibilidad mínima de parada. Se recomienda que en el trazado en planta a la entrada y salida del túnel se diseñen curvas suaves, para evitar un efecto de ansiedad en el conductor, producto de ver la salida del túnel a una gran distancia, distrayendo su atención de la calzada. El efecto anterior también es posible atenuarlo a través de un diseño en alzado. En el diseño del trazado en alzado, es necesario estudiar algunos aspectos en forma cuidadosa como es el saneamiento (producto de filtraciones de agua permanentes u ocasionales). Para evitar acumulación de agua en forma grave se debe dejar pendientes hacia las bocas del túnel no menor a 0,3% a 0,5% y no proyectar curvas cóncavas que podrían embalsar localmente las aguas. Debido a efectos como: singularidades geológicas, obras existentes u otros elementos que afecten, si resulta inevitable hacer curvas cóncavas, se deberá prestar especial atención a la limitación de visibilidad y a asegurar la evacuación de las aguas hacia el exterior. La pendiente longitudinal de los túneles es una variable crítica que influye sobre la velocidad de operación del conjunto de vehículos, en especial en túneles bidireccionales en que se prohíbe el adelantamiento, quedando la velocidad controlada por los camiones. Respecto a las pendientes, considera que no se deben diseñar superiores a 2% en túneles ascendentes de más de 0,5 km de longitud. En casos especiales se acepta hasta 4%, solo en tramos cortos[3]. En túneles entre 300 a 400 m podría eventualmente aceptarse pendientes de 5 a 6%. La sección transversal de un túnel bidireccional debe tener el ancho suficiente para que se crucen dos camiones con un adecuado rango de seguridad. En ductos unidireccionales se deben asegurar las mismas condiciones de seguridad en relación a los adelantamientos. Los túneles carreteros se diseñarán preferentemente de 2 pistas. Las excepciones a esta recomendación se presentan cuando existen limitaciones de espacio tales que obligan a emplazar un túnel único de varias pistas en lugar de 2 ó más túneles de 2 pistas cada uno. Siempre debe considerarse el espacio necesario para instalaciones de control de tránsito y equipos electromecánicos (ventilación, iluminación, comunicaciones, incendio, etc.), sin afectar el gálibo libre del túnel. Se considera que se debe seguir como mínimo las siguientes condiciones de diseño para un túnel. Dimensiones mínimas de la sección transversal Gálibo vertical : 5 m o mayor, si se requiere. Ancho de pistas : 3,5 a 4,0 m cada uno. Bermas : 0,5 m a cada lado de la calzada. Aceras laterales : 0,75 a 0,85 m.

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Pendiente transversal única : 2% Pudiendo existir excepciones, según las condiciones que se presenten. Las nuevas tendencias mundiales de diseño generan proyectos con paredes semicirculares, lo cual junto al factor estético y de amplitud aparente, otorga una mejor estabilidad al conjunto.

Figura 2.1 Esquema sección transversal de un túnel.

De las condiciones geológicas-geotécnicas del área, se deberá deducir el criterio de separación mínima entre los ejes de los túneles. Sí las condiciones son favorables se puede considerar 2 diámetros entre ejes de túneles, por el contrario si son desfavorables esta separación llega a ser de un mínimo de 4 diámetros entre ejes. Para túneles excavados como zanjas o trincheras que posteriormente serán cubiertas, la separación entre ejes de túneles puede ser de sólo 1 diámetro entre ejes. El portal de construcción de un túnel consiste, en su acepción más general, en excavar a cielo abierto una ladera hasta obtener un talud estable y que tenga la relación V/H mayor posible, desde el que se pueda comenzar la ejecución del túnel. El talud o frente donde se iniciará la excavación del túnel se conoce como talud frontal, y los taludes situados a ambos lados de éste se denominan taludes laterales.

Figura 2.2 Partes básicas de un portal.

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La situación básica que muestra la Figura 2.2 puede modificarse en función de las circunstancias especiales de cada túnel. Desde el punto de vista del diseño, la ubicación de los portales depende de dos factores fundamentales. El primero es de carácter geométrico y contempla la topografía de la ladera, el ángulo de incidencia de la traza del túnel sobre la misma y otros aspectos relacionados. El segundo deriva de las condiciones geológicas e hidrogeológicas existentes. Un aspecto favorable a considerar en el diseño, cuando la topografía lo permite, es la ejecución de una berma horizontal por encima de la clave del túnel (Figura 2.3). Si no fuera posible, se deberá diseñar túneles falsos. Su objetivo es de protección y contención en el sector de acceso.

Figura 2.3 Perfil transversal de portal con berma superior.

Las trincheras cubiertas corresponden a túneles, en general de carácter urbano, que son excavados como un corte abierto o trincheras en donde se funda una obra de hormigón que corresponde al túnel y que luego se cubre restituyendo el nivel del terreno superficial. El diseño debe considerar los aspectos básicos de fundación sobre un terreno normalmente del tipo sedimentario y debe considerar la carga lateral como superior de los rellenos con que se cubra la obra. 2.2.2 Geología y geotecnia del macizo [10]. En la construcción de un túnel se deben llevar a cabo una serie de estudios preliminares tales como: Aspectos topográficos Levantamiento aerofotogramétricos escala 1:5000, apoyado en terreno mediante GPS (base de un estudio preliminar).

Levantamiento aerofotogramétricos escala 1:2000 (a nivel de anteproyecto o definitivo).

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Todos los estudios geológicos están orientados a la evaluación geotécnica de los macizos rocosos donde se planifica la excavación subterránea.

Sistema de transporte de la coordenada altimétrica entre ambas bocas del túnel, deberá ser ejecutada mediante una nivelación geométrica de precisión.

Reconocimiento geológicos Recolección y evaluación de toda la información disponible. Estudios fotogeológicos. Se deberá considerar en este estudio una apreciación de los siguientes aspectos: • Geomorfología • Unidades geológicas mayores • Disposiciones estructurales • Zonas de empréstitos • Análisis de zonas de riesgo geológico • Redes de drenaje • Estructuras mayores (fotoalineamientos) • Zonas de alteración Análisis de fotosatélites se considera una herramienta de gran utilidad en diseño y evaluación de obras mayores.

Estudios fotogeológicos basados en pares de fotos estereoscópicas (Escala 1:5000 – 1:10000) combinado con una restitución a escala 1:5000, con apoyo terrestre. Investigación de terreno: • Tipos de rocas y suelos. • Contacto entre unidades geológicas. • Discontinuidades (fallas y diaclasas). • Hidrogeología • Lineamientos • Riesgos (deslizamientos, otros). • Grado y profundidad de meteorización. • Materiales de empréstito, tipos y volúmenes. • Relaciones con el medio ambiente. Geotecnia de túneles y portales-prospecciones Los riesgos naturales a considerar deben ser a lo menos los siguientes:

1. Inundaciones 2. Deslizamientos o remociones en masa 3. Aludes o avalanchas de nieve 4. Volcanismo 5. Sismicidad

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2.2.3 Sistemas constructivos[3]. El sistema constructivo se debe definir al final de un proceso de diseño, donde se conoce a ciencia cierta las condiciones del terreno. Los métodos de construcción de túneles se pueden reunir en dos grupos: • Cut and Cover. • Excavación subterránea (o en “mina”). Cut and Cover Este sistema considera la construcción a cielo abierto, su ejecución requiere de obras de contención previa, tales como pantallas continuas de diversa tipología u otras estructuras con fines análogos. Excavación subterránea (o en “mina”) Considerando la metodología básica que emplean, se clasifican en cuatro grupos:

1.- Excavación con explosivos: Durante muchos años ha sido el método más empleado para excavar túneles en roca de dureza media o alta, hasta el punto de que se conoció también como Método Convencional de Excavación (o Avance) de Túneles. La excavación se hace en base a explosivos, su uso adecuado, en cuanto a calidad, cantidad y manejo es muy importante para el éxito de la tronadura y seguridad del personal, generalmente se usa dinamita. La excavación mediante explosivo se compone de las siguientes operaciones:

• Perforación • Carga de explosivo. • Disparo de la carga. • Evacuación de humos y ventilación. • Saneo de los hastiales y bóveda. • Carga y transporte de escombro. • Replanteo de la nueva tronadura.

2.- Excavaciones mecánicas con Máquina: Se consideran en este grupo las excavaciones que se avanzan con maquinas rozadoras; con excavadoras, generalmente hidráulica -brazo con martillo pesado o con cuchara, sea de tipo frontal o retro-; con tractores y cargadoras (destrozas) e, incluso, con herramientas de mano, generalmente hidráulicas o eléctricas.

3.- Excavación mecánica con máquinas integrales no presurizadas: Esta excavación se realiza a sección completa empleando las máquinas integrales de primera generación o no presurizadas. Otro rasgo común es que, en general, la sección de excavación es circular.

4.- Excavación mecánica con máquinas integrales presurizadas: La baja competencia del terreno suele asociarse a casos de alta inestabilidad y presencia de niveles freáticos a cota

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superior a la del túnel la primera solución aplicada a los escudos mecanizados abiertos para trabajar en estas condiciones fue la presurización total del Túnel.

2.2.4 Métodos de excavación de túneles[3].

Se revisarán de manera esquemática los diversos métodos clásicos empleados en la perforación de túneles y que se centran fundamentalmente en diferentes secuencias de excavación:

• Método Inglés: recibe su nombre por haber sido aplicado en túneles a través del tipo de terreno que usualmente se localiza en Inglaterra, como son las arenas y areniscas. Su principal característica es proceder el avance de la perforación a sección completa del túnel, en una sola operación.

Figura 2.4 Método Inglés.

• Método Belga: Se basa en los principios que permitieron la construcción, en 1828, del túnel del Charleroi en el canal que enlaza Bruselas y Charleroi.

Figura 2.5 Método Belga.

• Método Alemán: En este método se procede siguiendo el sistema de núcleo central (Figura 2.6).

• Método Alemán Modificado: Se aplica en el caso en que durante la operación de perforación del túnel a través de un terreno bastante firme, surja la aparición de agua, lo que origina una alteración en el método Clásico Alemán en cuanto a las etapas sucesivas de ataque del frente.

Figura 2.6 Método Alemán.

• Método Austríaco: Los austríacos desarrollaron un plan de trabajo basado en la utilización de puntales de madera formando un sistema de entibación. La excavación se realiza como indica la Figura 2.7.

Figura 2.7 Método Austriaco.

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• Método Italiano: Consiste en extraer solo el medio arco más la galería central por la cual se retira la marina, luego se concreta el medio arco, luego se extrae el resto del material por zonas y se van concretando los muros (método similar al método belga).

2.2.5 Equipos para excavar[3]. En la actualidad existe un gran desarrollo en la construcción de túneles, por ello cada vez se ha hecho necesario incorporar nuevas maquinarias, que generen menores tiempos y una mayor seguridad durante su construcción. Minadores Son máquinas excavadoras que realizan su trabajo mediante una cabeza giratoria, provista de herramientas de corte que inciden sobre la roca, y que va montada sobre un brazo monobloque o articulado; y un sistema de recogida y transporte de material que lo evacua desde el frente de arranque hacia la parte trasera de la máquina. Todo el conjunto va montado sobre un chasis móvil de orugas. Hoy en día la excavación de túneles con minadores se realiza generalmente en terrenos de resistencia media-blanda y obras de longitudes pequeñas, y en zonas de rocas medias-duras, cuando existen restricciones ambientales que impiden la perforación y voladura. Producto de la continua evolución en el diseño de los minadores para dar respuesta a los diferentes trabajos de arranque, tanto en minería como en obras civiles, ha dado lugar a diferentes grupos de máquinas: 1. Minadores de brazo. 2. Minadores de tambor. 3. Minadores de cadenas. 4. Equipos especiales, los cuales son minadores diseñados para realizar trabajos específicos.

Figura 2.8 Esquema de un Minador.

DISPOSITIVO DE GIRO

CILINDRO DE GIRO LATERAL DEL BRAZO

PUESTO DE MANDOTRANSPORTADOR

DE CADENA

SISTEMA DE RECOGIDA

CABEZA DE CORTE

CILINDROS BRAZO

GATOS HIDRAULICOS TREN DE RODAJE

PLATAFORMA DE CARGA

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Máquinas integrales. Estas máquinas se conocen habitualmente por las siglas T.B.M., formadas por las iniciales de Túnel Boring Machine, y se refieren a una serie de máquinas capaces de excavar un túnel a plena sección, a la vez que colaboran en la colocación de un sostenimiento provisional o en la puesta en obra del revestimiento definitivo. Estas máquinas se dividen en dos grandes grupos que, siendo parecidos en lo básico, difieren de forma importante según el tipo de roca o suelo que sea necesario excavar, así como de las necesidades de sostenimiento o revestimiento que requiera cada tipo de terreno. En efecto, por un lado se tienen los topos, que se diseñan principalmente para poder excavar rocas duras y medias, sin grandes necesidades de soporte inicial y, por otro lado, los escudos, que se utilizan en su mayor parte en la excavación de rocas blandas y en suelos, frecuentemente inestables y en ocasiones por debajo del nivel freático, en terrenos saturados de agua que necesitan la colocación inmediata del revestimiento definitivo del túnel. En los últimos años está apareciendo en el mercado un tercer tipo de máquina, conocida como doble escudo con características mixtas entre topo y el escudo, siendo capaz de avanzar indistintamente, bien apoyándose contra terreno mediante grippers, o bien mediante cilindros de empuje contra un anillo de dovelas que ella coloca.

Figura 2.9 Esquema básico de un Topo.

Figura 2.10 Esquema de un Escudo.

1 RUEDA DE CORTE 6 APOYO DE COLA (EQUIPADA CON CORTADORES DE DISCO) 7 TRANSPORTADOR DE BANDA

2 MOTORES ACCIONAMIENTO RUEDA DE CORTE PARA EVACUACIÓN DE ESCOMBRO 3 VIGA PRINCIPAL 8 DOVELA DE SOLERA 4 GRIPPERS 9 CORAZA 5 CILINDROS DE EMPUJE 10 ESPADINES

1 RUEDA DE CORTE 5 ERECTOR DE DOVELAS (EQUIPADA CON PICAS O ENGASTES DE WIDIA) 6 TRANSPORTADOR DE BANDA

2 MOTORES ACCIONAMIENTO RUEDA DE CORTE PARA EVACUACIÓN DE ESCOMBRO 3 CILINDRO DE EMPUJE 7 DOVELA DE REVESTIMIENTO 4 COLA DE ESCUDO

ZONA MONTAJE ANILLO REVESTIMIENTO)

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Figura 2.11 Vista de un Doble Escudo.

Máquinas para excavación de pozos y chimeneas. Para la construcción de pozos existen tres tipos fundamentales de máquinas: 1.- Shaft Drilling: Consiste en excavar un pozo en sentido descendente utilizando una plataforma de perforación de gran diámetro que se encuentra situada en superficie. La excavación de los detritus se consigue normalmente mediante la circulación inversa del lodo de perforación. Manteniendo el pozo lleno de lodo de perforación se consigue la estabilidad de éste y se impide el flujo de agua mientras se realiza la instalación de revestimiento.

Figura 2.12 Esquema de un Shaft Drilling.

2.- Shaft Boring: Es la tecnología más nueva y probablemente la más avanzada en construcción de pozos, aunque esta tecnología sea de los años 60. El equipo se denomina máquina de profundización de pozos (Shaft Boring Machine) y se asemeja a una tuneladora (Tunnel Boring Machine) con personal a bordo, realizándose el transporte del lodo y el servicio desde la superficie. El principal problema que se encuentra en este tipo de

LODO DE PERFORACIÓN CON

BROCAL POZO

SARTA DE DOBLE PARED

CAMARA DE SEPARACIÓN

INYECTORES

LODO DE

CORTADORES

LOSA DE HORMIGÓN

AIR

LODO

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perforaciones es la evacuación de los detritus; para este problema se han desarrollado diferentes técnicas correspondientes a las empresas que fabrican este tipo de máquinas. Las dos empresas principales de equipos Shaft Boring son Wirth GMBH de Erkelenz(Alemania) y la Robbins Company de Seattle (EE.UU.).

Figura 2.13 Vista de un Shaft Boring.

3.- Raise Boring: También llamado Raise Drilling es el sistema de ejecución de un pozo o chimenea por medios mecánicos entre dos o más niveles. Todos los niveles pueden ser subterráneos, o el nivel superior estar en la superficie. Este método se desarrolló en Estados Unidos durante los años 50. Para ello se diseñó un método en el que primero se efectuaba un sondeo piloto siguiendo después con el ensanche de la chimenea en sentido ascendente. Utilizando un tamaño mayor de cabeza de corte se ensanchaba la perforación en una o varias etapas logrando al final el diámetro requerido. Existen tres variantes posibles en la perforación: • Raise Boring estándar. • Raise Boring reversible. • Raise Boring para huecos ciegos. Máquinas para perforación y voladura. Entre estás máquinas encontramos los Jumbos que son unidades de perforación equipadas con uno o varios martillos y cuyas principales aplicaciones en labores subterráneas se encuentran en: avance de túneles y galerías, bulonaje y perforación transversal y banqueo2 con barrenos3 horizontales.

2 Banqueo: m. desmonte de un terreno en planos escalonados. 3 Barrenos: 1. m. barrena ( instrumento de acero para taladrar o hacer agujeros).

2. m. agujero relleno de pólvora u otra materia explosiva, en una roca o en una obra de fábrica, para volarla.

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Los componentes básicos de estos equipos son: el mecanismo de traslación, el sistema de accionamiento, los brazos, las deslizaderas y los martillos. Estas máquinas son actualmente autopropulsadas, disponiendo de un tren de rodaje sobre: neumáticos, orugas o carriles. Los última tecnología en jumbos son los robotizados que cuentan básicamente de los siguientes elementos, que se añaden a los de un jumbo convencional: computador, sensores, servoválvulas (aportan a cada cilindro el caudal de aceite adecuado, de acuerdo con los impulsos eléctricos que reciben del microprocesador) y monitor. Los jumbos pueden ser operados de tres modos distintos: automático, semiautomático y manual. En el primer caso es manejado totalmente por el computador y el barrenista sólo supervisa la correcta ejecución de la perforación. El segundo cuando se ve impedida la perforación en el punto programado, el perforista moverá el brazo a una nueva zona y continuará el proceso en forma automática. Por último, el tercer caso no interviene el computador, de está forma es útil para perforar los taladros de bulonaje u otras aplicaciones no coincidentes con el avance convencional.

Figura 2.14 Esquema de un Jumbo.

Por otro lado, están las máquinas para realizar perforación de pozos y chimeneas. Para la excavación de pozos se utilizan estructuras metálicas o sistemas de accionamiento neumático o hidráulico que van equipados con 3 o 4 brazos e igual número de deslizaderas y perforadoras.

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Figura 2.15 Equipo completo para la excavación de pozos.

Para la excavación de chimeneas se utilizan máquinas tales como: Plataforma trepadora Álimak o Jaula Jora. Esencialmente estás máquinas están constituidas por una jaula, la plataforma de trabajo, los motores de accionamiento, el carril guía y los elementos auxiliares. La diferencia básica de la Jaula Jora con la Plataforma es que precisa la realización de un barreno piloto de un diámetro entre 75 a 100 mm por donde penetra un cable de elevación.

Figura 2.16 Jaula Jora en chimenea vertical e inclinada.

Después de realizada la perforación es necesario la colocación del explosivo para su posterior voladura. La elección del explosivo se realiza teniendo en cuenta sus propiedades físicas y químicas, esta se basa en los siguientes parámetros: potencia explosiva, velocidad de detonación, densidad de encartuchado, resistencia al agua, sensibilidad/aptitud a la propagación y humos. 2.3 ELEMENTOS QUE CONFORMAN UN TÚNEL [10] Como punto de inicio para hacer una descripción de los elementos de un túnel, es necesario realizar la clasificación de túneles en base a diferentes aspectos, los cuales pueden ser modificables en el tiempo.

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Al igual como se mencionó anteriormente, algunos de los túneles ferroviarios están siendo ocupados en la actualidad como túneles de carreteras. En general estos túneles no cumplen con las normativas, por lo que son considerados excepcionales. Para los efectos de clasificar un túnel se establecerán los siguientes criterios generales: 1. Ubicación: En relación a las ciudades, pueden ser definidos como: Rurales Son túneles ubicados fuera del entorno urbano y que, en general, están destinados a atravesar obstáculos físicos tales como montañas o cuerpos de agua que resultan difíciles o inconvenientes de cruzar mediante puentes. Los túneles rurales habitualmente tienen pocas restricciones espaciales. Por otra parte, en ellos suele ser más costoso el abastecimiento de agua y electricidad para la operación de los sistemas de incendio, iluminación, ventilación, controles y comunicaciones que puedan requerirse. Urbanos Son túneles emplazados dentro de los límites de la ciudad y están fuertemente limitados espacialmente por las redes de servicios propios de las urbes modernas. En los túneles urbanos los problemas de ventilación resultan, a veces, muy difícil de implementar por el hecho de que no siempre se puede expulsar libremente el aire viciado proveniente del interior del túnel, debido a restricciones de carácter ambiental. 2. Características Constructivas: Los túneles según sus características estructurales y de construcción pueden ser definidos como: • Túneles en roca (normalmente a través de cordones de cerros). • Túneles en suelo (normalmente urbanos). • Túneles falsos (construidos en hormigón armado y luego cubiertos con suelo. Generalmente se construyen antes de la entrada a los túneles en roca, para proteger a los vehículos de la caída de clastos). • Trincheras cubiertas (Estructuras de hormigón armado de sección rectangular, construidas en suelo y luego tapadas. Generalmente son urbanas). • Cobertizos (Estructuras de hormigón de sección rectangular, construidos en zonas montañosas para proteger a los vehículos de las avalanchas de nieve y/o desprendimientos de bloques de rocas. Estas estructuras generalmente son abiertas en uno de sus costados). 3. Clima y Altitud: Resulta de especial importancia la ubicación geográfica (fundamentalmente altitud) en donde se ubique la obra y el clima sector. Toda obra localizada en altura considerable y en un clima lluvioso o sectores con filtraciones mayores, requerirá el diseño especial de canaletas conductoras-evacuadoras de agua, las cuales deberán ser calculadas, dimensionadas y localizadas de manera que cumplan con el objetivo de mantener las pistas secas.

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La ubicación geográfica determinará la posibilidad de congelamiento de aguas escurrentes o infiltradas a la obra para lo cual deberá procederse a neutralizar el fenómeno que provoque está situación. Hay dos fenómenos, particularmente peligrosos para los conductores, que se producen frecuentemente en túneles cordilleranos con exceso de agua, que deben evitarse a toda costa: • Pavimentos con una película superficial de agua congelada, que se tornan muy resbalosos. • Empañamiento repentino del parabrisas al ingresar un vehículo de baja temperatura a un túnel lleno de aire saturado y a mayor temperatura que el vehículo. Para evitar estos fenómenos se deberá considerar en el proyecto la colocación de láminas térmicas, las cuales evitan la generación de goteos y su posterior con gelación de arriba hacia abajo (estalactitas) o de abajo hacia arriba (estalacmitas). 4. Flujo vehicular, longitud y equipamiento: La clasificación de los túneles se realiza en función del Tránsito Medio Diario Anual (TMDA) y del Tránsito en Hora Punta asociado a dicho TMDA, versus la longitud del ducto. El TMDA se debe considerar al horizonte de diseño de la obra y el Tránsito de Hora Punta como el de la Hora 30 a dicho horizonte. La longitud de un túnel es fundamental en la determinación de las especificaciones de requerimientos de equipamiento, ya sea para implementación inmediata o futura. Debe tenerse presente que siempre es posible realizar el equipamiento de un túnel, en forma progresiva. Sin embargo, es necesario tomar las precauciones respectivas en el diseño de la sección básica y obras civiles, particularmente si se pretende habilitar sistemas de ventilación en etapas posteriores. En todo caso, la clasificación apunta principalmente al tipo de equipamiento con que deberían contar los túneles y la decisión de construir uno o dos ductos deberá ser tomada tras un estudio técnico económico que pondere adecuadamente todos los factores involucrados. En la Tabla 2.1 se resumen los requisitos mínimos de medidas estructurales para túneles por condicionantes de seguridad vial[11]. Las principales características de estos sistemas de seguridad son las que se indican: - Vías de evacuación y salidas de emergencia[11]: En los túneles nuevos sin pista de emergencia, se habilitarán salidas de emergencia para peatones, elevadas o no, para que los usuarios del túnel las empleen en caso de avería o accidente. Esta disposición no se aplicará cuando las características de la construcción del túnel no lo permitan o sólo lo permitan con costos desproporcionados y cuando el túnel sea unidireccional y disponga de vigilancia permanente y de sistema de cierre de pistas. En los túneles ya existentes que no tengan ni pista de emergencia, ni salidas de evacuación para peatones, se tomarán medidas adicionales o reforzadas para proporcionar seguridad.

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Las salidas de emergencia permitirán a los usuarios del túnel utilizarlas para abandonar el túnel sin sus vehículos y llegar a un lugar seguro en caso de accidente o incendio y también proporcionarán acceso a pie a los servicios de emergencia del túnel. Las salidas de emergencia se pueden clasificar en: • Salidas directas del túnel al exterior. • Conexiones transversales entre tubos de túnel. • Salidas a una galería de emergencia. • Refugios con vía de evacuación separada del tubo del túnel. No se construirán refugios que carezcan de salida a vías de evacuación al exterior. Se habilitarán salidas de emergencia, si los análisis de los riesgos pertinentes, entre ellos la extensión del humo y la velocidad de su propagación, demuestran que la ventilación y demás medidas de seguridad son insuficientes para garantizar la seguridad de los usuarios. En cualquier caso, en los túneles nuevos, se habilitarán salidas de emergencia, cuando el volumen de tránsito sea superior a 2.000 vehículos por pista. En los túneles ya existentes de longitud superior a 1.000 m, con un volumen de tránsito superior a 2.000 vehículos por pista, se evaluará la viabilidad y eficacia de crear nuevas salidas de emergencia. Cuando se hayan habilitado salidas de emergencia, la distancia entre dos salidas de emergencia no será superior a 500 m. Se impedirá la propagación de humo y de calor a las vías de evacuación situadas tras la salida de emergencia por medios adecuados, de forma que los usuarios del túnel puedan llegar al exterior con seguridad y los servicios de emergencia puedan acceder al túnel. - Acceso de los servicios de emergencia[11]: En túneles de dos tubos en los que los tubos estén al mismo nivel o casi, las conexiones transversales deberán poder permitir el uso de los servicios de emergencia al menos cada 1.500 m. Siempre que sea geográficamente factible, se posibilitará el cruce de la mediana (zona central) fuera de cada boca de los túneles de dos o más tubos. De este modo, los servicios de emergencia podrán acceder inmediatamente a cualquiera de los tubos. - Nichos de estacionamiento de emergencia[11]: En todo diseño de túnel deberá considerarse a lo menos cada 1.000 m de distancia la habilitación de apartaderos o nichos de estacionamiento. Esta instalación de emergencia debe ser considerada en cada sentido de tránsito a distancias no superiores a los 1.000 m, caso de que no estén previstas pistas continuas de emergencia.

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Tabla 2.1 Resumen requisitos condicionantes de seguridad vial.

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Las zonas de estacionamiento de emergencia, deberán estar previamente señalizadas, iluminadas y dotadas de teléfono de emergencia, extintores de incendio y de la geometría en planta mostrada en la Figura 2.17:

Figura 2.17 Nichos de estacionamiento de emergencia.

- Drenaje[11]: Los túneles deberán contar con un sistema de drenaje, que evacue eficientemente las aguas subterráneas provenientes del macizo rocoso, asegurando en todo momento, contar con pistas de circulación libres de aposamientos y/o acumulación de aguas. Si se permite el transporte de mercancías peligrosas, deberá haber alcantarillas de ranuras bien diseñadas, u otros dispositivos, situadas dentro de las secciones transversales de los túneles, que permitan el drenaje de líquidos tóxicos e inflamables. Además, el sistema de drenaje deberá diseñarse y mantenerse de manera que se evite que el fuego y los líquidos inflamables y tóxicos se propaguen dentro del túnel o entre túneles paralelos. - Iluminación[11]: Se tienen los siguientes tipos o sistemas de iluminación en un túnel: • Iluminación normal. • Iluminación de seguridad. • Iluminación de evacuación. Iluminación normal: La iluminación normal se proporcionará de modo que se asegure a los conductores una visibilidad adecuada de día y de noche, tanto en la zona de entrada-salida, como en el interior del túnel, en condiciones normales de operación, tanto del tránsito, como de las instalaciones del túnel. El sistema de iluminación normal de un túnel, deberá considerar los siguientes regímenes de operación: días de sol, días nublados, permanente de día y permanente de noche. Su regulación se deberá establecer con los datos de luminancia que aportan los luminanómetros, luxómetros, células fotoeléctricas, detectores, etc., que se disponen en los accesos al túnel y se regulan por relojes astronómicos.

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Iluminación de seguridad: La iluminación de seguridad se proporcionará de modo que permita una visibilidad mínima para que los usuarios del túnel puedan ser evacuados en sus vehículos, en caso de avería del suministro de energía eléctrica del sistema normal de iluminación. La iluminación de seguridad debe proporcionar un nivel de iluminación igual al 10% del nivel normal del interior del túnel y como mínimo 10 lux4. Este nivel de luminancia debe ser suficiente como para permitir la salida de los vehículos y como para poder intervenir en caso de un incidente que se produzca durante un apagón. Iluminación de evacuación: Corresponde al sistema de elementos y dispositivos luminosos, que entran en funcionamiento ante una emergencia, que haga necesaria la evacuación de los conductores y pasajeros, al exterior del túnel sin sus vehículos. Los elementos del sistema de iluminación de evacuación, deberán estar dispuestos y constituidos, de manera tal que sean visibles en las condiciones más desfavorables. Además, deberán contar con la fuente de alimentación independiente de las fuentes que alimentan el sistema de iluminación normal y el sistema de iluminación de seguridad. - Ventilación[10]: Los sistemas de ventilación normalmente utilizados: Ventilación natural Ventilación forzada longitudinal. Ventilación forzada semi-transversal. Ventilación forzada transversal o cruzada. En la Figura 2.18 se ilustran las diferencias entre los sistemas. El diseño de sistemas de ventilación de un túnel debe ser hecho por un especialista que deberá tomar en consideración, entre otros, los siguientes antecedentes para su análisis: • TMDA (Tránsito Medio Diario Anual) y VHD (Volumen Horario de Diseño). • Longitud del túnel. • Gradiente. Se debe tener presente que siempre es posible que por ambas pistas circulen vehículos subiendo, en circunstancias excepcionales. • Altura del túnel sobre el nivel del mar. • Velocidad de circulación media de los vehículos. En cualquier caso y sin que la enumeración sea taxativa, el proyecto de ventilación debe abordar los siguientes aspectos: • Producción de CO

4 lux: Unidad de medición de la intensidad de iluminación es E = 1 lux. En magnitud, 1 lux corresponde a la intensidad de iluminación de una vela a una distancia de 1 m. Una intensidad de iluminación de E = 1 lux corresponde a un flujo luminoso de 1 lumen, el cual cubre uniformemente una superficie de 1 m2. Ejemplos para la intensidad de iluminación de algunas fuentes de luz: sol de verano (8.000 lx), luz diurna difusa (5.000 lx), luna llena (0,25 lx), luz de estrella brillante (0,10 lx).

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Figura 2.18 Sistemas de Ventilación en túneles.

• Opacidad • Efecto pistón • Características de crecimiento y composición del parque. • Características del ducto de aire: Área transversal Longitud Pérdidas por fricción

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Otras pérdidas Presión en extremo del ducto Densidad del aire Rendimiento de los equipos • Condiciones de operación en caso de incendio. • Efecto de los vientos externos. - Estaciones de emergencia[11]: El objetivo de las estaciones de emergencia es proporcionar diversos equipos de seguridad, en particular teléfonos de emergencia y extintores, pero no tienen la finalidad de proteger a los usuarios de la carretera de los efectos de un incendio. Esas estaciones podrán consistir en una cabina junto a la pared o, preferentemente, un nicho vaciado en ella. Deberán estar equipadas, como mínimo, de un teléfono de emergencia y de dos extintores. - Señalización en túneles[11]: Sin perjuicio, de la señalización de tránsito, tanto vertical, como horizontal, que se deben disponer en los accesos viales próximos a un túnel, en virtud de las disposiciones del Manual de Señalización de Tránsito del Ministerio de Obras Públicas, Transporte y Telecomunicaciones, las señales específicas requeridas en el interior de un túnel, deberán ser las especificadas a continuación: Se utilizarán señales específicas para designar todos los equipos de seguridad que están a disposición de los usuarios del túnel. A continuación, se da cuenta de las señales y símbolos que han de utilizarse en los túneles. Las señales viales mencionadas en la presente sección se escriben en el Convenio de Viena sobre la señalización vial de 1968, salvo que se indique lo contrario. A. Requisitos generales: Para facilitar que las señales sean entendidas internacionalmente, el sistema de señalización prescrito en la presente sección se basa en el empleo de formas y colores características de cada tipo de señal y, en la medida de lo posible, en el empleo de símbolos gráficos en lugar de inscripciones. Se utilizarán señales viales para designar los siguientes equipos de seguridad de los túneles: • Zonas de estacionamiento de emergencias. • Salidas de emergencia: se utilizará la misma señal para todos los tipos de salidas de emergencia. • Vías de evacuación: las dos salidas de emergencia más próximas estarán señalizadas en las paredes a distancias no superiores a 25 k, a una altura de entre 1,0 y 1,5 m por encima del nivel de la vía de evacuación, con indicación de las distancias que hay hasta las salidas. • Estaciones de emergencia: señales que indiquen la presencia de teléfonos de emergencia y extintores.

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En los túneles en los que se pueda recibir información a través de la radio, se indicará a los usuarios antes de la entrada, mediante los signos adecuados, cómo se puede recibir esta información. Las señales e indicaciones se diseñarán y situarán de modo que sean claramente visibles. B. Descripción de las señales y paneles: Se utilizarán las señales adecuadas, si es preciso, en la zona de advertencia anterior al túnel, dentro de éste y después del final del mismo. A la hora de diseñar la señalización de un túnel, se tendrán en cuenta las condiciones locales en lo referente al tránsito local y a la construcción, así como otras condiciones locales. Se utilizarán señales acordes con el Convenio de Viena sobre señalización vial. B.1. Señal de túnel. Se situará la señal siguiente en cada entrada del túnel.

Figura 2.19 Señal de túnel (E11A).

La señal E11A del Convenio de Viena corresponde a los túneles de carretera. La longitud se indicará ya sea en la parte inferior del panel o en otro panel H2. En el caso de los túneles de longitud superior a 3.000 m, se indicará cada 1.000 m la longitud restante del túnel. También podrá indicarse el nombre del túnel. B.2. Señalización horizontal. Deberá haber líneas horizontales en el borde de la carretera. En los túneles bidireccionales, deberán utilizarse a lo largo de la mediana (sencilla o doble) medios claramente visibles para separar ambas direcciones. B.3. Señales y paneles para informar de instalaciones. Estaciones de emergencia En las estaciones de emergencia se situarán señales de información, que serán señales F acordes con el Convenio de Viena e indicarán los equipos disponibles para los usuarios de la carretera, como las siguientes:

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Figura 2.20 Señal teléfono de emergencia.

Figura 2.21 Señal extintor.

En las estaciones de emergencia que estén separadas del túnel por una puerta, se indicará mediante un texto, claramente legible y escrito en las lenguas adecuadas, que la estación de emergencia no garantiza protección en caso de incendio. Nichos de estacionamiento de emergencia Las señales que indiquen los lugares dispuestos para el estacionamiento de emergencia deberán ser señales E acordes con el Convenio de Viena. Los teléfonos y extintores se indicarán mediante un panel adicional o incorporado a la propia señal.

Figura 2.22 Señales nichos de estacionamiento de emergencia.

Salidas de emergencia Las señales que indiquen las salidas de emergencia deben ser señales G acordes con el Convenio de Viena. Las Figuras se presentan a continuación:

Figura 2.23 Señales salidas de emergencia.

En las señales que indican la dirección de ubicación de las salidas de emergencia, será necesario incluir la distancia en metros que existe desde el punto de la señal a la salida.

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La señalización de emergencia puede ser complementada, con señales luminosas continuas, que permiten el guiado en condiciones de baja visibilidad por propagación de humo al interior del túnel (incendio) Figura 2.24. Todo túnel urbano que opere con TMDA superior a 50.000 vehículos, deberá disponer obligatoriamente de señales luminosas continuas, como la mostrada en la imagen anterior.

Figura 2.24 Señalización de emergencia. Señalización de las pistas Estas señales pueden ser circulares o rectangulares.

Figura 2.25 Señalización de pistas. En túneles urbanos, que operen con TMDA superior a 50.000, será obligatoria la disposición de señalización variable de pistas. Señales de mensaje variable Las señales de mensaje variable que sean necesario instalar, mostrarán indicaciones claras que informen a los usuarios del túnel de las eventuales congestiones, averías, accidentes, incendios u otros peligros.

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En túneles urbanos, que operen con TMDA superior a 50.000, será obligatoria la disposición de mensaje variable.

Figura 2.26 Panel de señalización variable.

- Centro de control[11]: Todos los túneles de longitud superior a 3.000 m, con un volumen de tránsito superior a 2.000 vehículos por pista, deberán estar dotados de un centro de control. La vigilancia de varios túneles podrá estar centralizada en un único centro de control. - Sistemas de vigilancia[11]: En todos los túneles dotados de un centro de control se instalarán sistemas de vigilancia por video y un sistema capaz de detectar de forma automática incidentes (tales como vehículos que se detienen) y/o incendios. En túneles urbanos, que operen con TMDA superior a 50.000, será obligatoria la disposición de dos sistemas independientes detección de incendios. En todos los túneles que no estén dotados de un centro de control se instalarán sistemas de detección de automática de incendios, cuando el funcionamiento de la ventilación mecánica para el control del humo sea diferente del funcionamiento automático de la ventilación para el control de contaminantes. - Equipos para el cierre del túnel[11]: En todos los túneles de longitud superior a 1.000 m, se instalarán semáforos antes de las entradas, para que el túnel pueda cerrarse al tránsito en caso de emergencia. Podrán utilizarse, además, otros medios, tales como señales de mensaje variable y barreras, para garantizar la debida obediencia. Dentro de los túneles de longitud superior a 3.000 m, dotados de un centro de control y con un volumen de tránsito superior a 2.000 vehículos por pista, se deberán situar equipos para

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detener los vehículos en caso de emergencia, separados a una distancia máxima de 1.000 m. Dichos equipos consistirán en semáforos y quizá otros medios, tales como altavoces, señales de mensaje variable y barreras. En túneles urbanos, que operen con TMDA superior a 50.000, será obligatoria la disposición de sistemas de cierre automático del túnel. - Sistemas de comunicación[11]: En todos los túneles de longitud superior a 1.000 m, con un volumen de tránsito de más de 2.000 vehículos por pista, se instalarán equipos de transmisión por radio para su utilización por los servicios de emergencia. Cuando se disponga de un centro de control, deberá ser posible interrumpir la transmisión por radio de los canales destinados a los usuarios del túnel, cuando existan dichos canales, con objeto de emitir mensajes de emergencia. Los refugios y otras instalaciones en que los usuarios del túnel deban esperar antes de poder llegar al exterior estarán equipados con altavoces para informar a los usuarios. - Suministro de electricidad y circuitos eléctricos[11]: Todos los túneles deberán disponer de un suministro eléctrico de emergencia capaz de garantizar el funcionamiento del equipo de seguridad que sea indispensable hasta que todos los usuarios hayan evacuado el túnel. Los circuitos eléctricos, de medida y de control estarán diseñados de tal manera que un fallo local, no afecte a los circuitos que no han sufrido daños. - Resistencia de los equipos al fuego[11]: El grado de resistencia al fuego de todos los equipos del túnel tendrá en cuenta las posibilidades tecnológicas y tendrá como finalidad mantener las necesarias funciones de seguridad en caso de incendio.

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CAPÍTULO 3

LOS SISTEMAS INTELIGENTES DE TRANSPORTE (ITS) Y LA SEGURIDAD VIAL EN TÚNELES.

3.1 ANTECEDENTES HISTÓRICOS SOBRE LA ACCIDENTALIDAD EN TÚNELES Los accidentes dentro de túneles han servido como guía para desarrollar avances en seguridad, al analizarlos no se puede asociar estadísticas rigurosas como en muestras normales, pero sirve como elemento orientativo de las causas de aparición y gravedad de sus consecuencias. Los principales estudios y recopilación de antecedentes se ha realizado analizando incendios dentro de túneles, que en la mayoría de los casos no es un accidente, sino un calentamiento del motor, problemas del circuito eléctrico o fuego en las cargas transportadas. Es por ello que los países miembros de la 5OCDE (Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico) realizaron un estudio sobre los grandes incendios ocurridos desde 1949 en túneles de carreteras, en los que estaban involucrados vehículos pesados o varios ligeros (tabla 3.1). Cabe mencionar que las colisiones entre vehículos y los accidentes de tránsito causaron menos del 50% de estos incendios. Parece ser que muchos de los problemas de los vehículos tuvieron su causa en la conducción por pendientes largas y pronunciadas, a menudo en altitud elevada. Para ello, es aconsejable que los vehículos pesados vayan provistos de aparatos para la autodetección y apagado de incendios, procedan a pasar regularmente inspecciones mecánicas y eléctricas, siendo positiva la construcción de suficientes zonas de descanso en las proximidades de los túneles para que los conductores puedan descansar a la vez que permitan el enfriamiento de los motores [7]. Muchos incendios son controlables. Por ejemplo, dentro de la gran gama de 6incidentes que se señalan en la tabla 3.1, se detallaran algunos incidentes en forma de ejemplificar las causas y daños producidos. Los túneles que se señalarán a continuación serán el Mont Blanc (Francia, Italia), Tauern (Austria), Ekeberg (Noruega), Kawasaki (Japón), Puerto de Tokio (Japón) y túnel de St. Gotardo (Suiza), los túneles japoneses Kawasaki y del Puerto de Tokyo no aparecen en la tabla, debido a que no tienen las características necesarias para su clasificación. a. Túnel Mont Blanc (Francia, Italia): en él se produjeron 17 incendios de vehículos pesados desde su inauguración en 1965 hasta su cierre tras el incendio del 24 de marzo de 1999, el cual se produjo debido a un camión que paró producto de una falla del motor y se incendió más o menos hacia la mitad del túnel. El fuego se propagó a 34 vehículos y duró 53 horas. De las 39 victimas, 37 murieron por asfixia. Entre ellas, 27 ni siquiera habían salido de sus

5 Actualmente OCDE cuenta con 30 países miembros. 6 Incidentes: son eventos con características especiales (por ejemplo accidentes, detenciones de vehículos, incendios, etc.).

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vehículos y 9 se encontraron a lo largo del túnel o en el interior de otro vehículo distinto a su vehículo de origen. Un bombero murió debido a la intoxicación por el humo, después de salir del túnel. Además, dos personas murieron en el nicho de seguridad (refugio), entre ellos un empleado de la sociedad italiana que había llevado allí a un camionero [7]. Desgraciadamente dicho refugio, previsto para resistir el fuego durante dos horas y que no estaba comunicado a una galería de evacuación, debió sufrir los efectos del incendio durante 50 horas. El revestimiento y la calzada sufrieron serios daños en unos 900 m. b. Túnel Tauern (Austria) [14]: el 29 de mayo de 1999, a causa de una colisión por alcance entre camiones, se produjo un incendio en el cual perecieron 12 personas y quedaron 9 lesionados con ligeras quemaduras o problemas pulmonares. Ardieron 16 camiones y 24 automóviles. En uno de los camiones perecieron 50 vacas embarazadas. En el mes del incendio se estaban realizando obras de reparación y pintura en un tramo de 500 m inmediato a la boca Norte. Se instalaron semáforos provisionales en la misma boca Norte, para tránsito Norte-Sur; y dentro del túnel a 600 m de la boca, para el tránsito Sur-Norte. Durante la madrugada del siniestro, sonó la alarma de incendios en el centro de control del túnel. El semáforo dentro del túnel estaba en rojo. Había una fila de vehículos detenidos. Los cinco últimos eran: un camión cargado con pintura y otras mercancías peligrosas de clase 9 (menor peligrosidad), y tras el camión cuatro vehículos. Otro camión llegó detrás a velocidad excesiva y golpeó los cuatro vehículos embutiendo dos de ellos bajo el camión detenido y los otros dos contra la pared del túnel. Ambos camiones quedaron en contacto. Ocho pasajeros de tres de los cuatro vehículos murieron en el acto. Los dos del cuarto vehículo pudieron escapar con heridas menores. El fuego estalló inmediatamente. Ardieron los depósitos de combustible y, además, estallaron los envases de pintura. El equipo de control reaccionó inmediatamente y, de acuerdo con los planes de emergencia que estaban establecidos, se avisó a la policía, bomberos y ambulancias. El sistema de ventilación del cuarto cantón (inmediato a la boca Norte) cambió automáticamente al conducto superior. Ello permitió que durante 10 a 15 minutos el humo se estratificara en la parte superior del túnel. Mucha gente pudo huir a pie o en su vehículo. Hubo más víctimas. Dos belgas permanecieron dentro de su vehículo. Un conductor de camión de nacionalidad griego que había huido, volvió a su vehículo a recoger algunos documentos y después se encerró en el automóvil de los belgas. Los tres murieron. Un conductor de camión de nacionalidad alemana se asfixió mientras huía a unos 800 m del punto del accidente. En cambio, otros tres conductores de camión se refugiaron en un nicho, desde el que llamaron al control. Fueron rescatados por los bomberos. Habían estado en el refugio menos de una hora.

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c. Túnel de Ekeberg (Noruega)[14]: en la tarde del 21 de Agosto de 1996, el conductor de un autobús articulado de servicio público (un Volvo B10LA con tres meses de servicio) notó una perdida de combustible en el área de la transmisión. El autobús quedó fuera de servicio y fue dirigido a través del túnel de Ekeberg hacia el taller para su reparación. El conductor observó llamas por el espejo retrovisor y se estacionó a unos 500 m dentro del túnel a las 6:22 p.m. El sistema automático de detección de incidentes avisó la parada del autobús a las 6:23 p.m. Los bomberos fueron avisados a las 6:26 p.m. y llegaron entre las 6:30 y las 6:32 p.m. Inicialmente el fuego pareció fácil de dominar. Los bomberos empezaron a actuar, sin máscara y había público dentro del túnel de 50 a 100 m a 7barlovento del incendio. Pero a las 6:35 p.m. el autobús estalló, el sistema de ventilación longitudinal se activó y el humo llenó el túnel por completo, destruyendo la estratificación del aire. El incendio fue extinguido a las 8:15 p.m. (unas horas después de iniciarse). La policía había iniciado desde el primer momento las tareas de evacuación de los vehículos que se habían acumulado detrás del autobús, y a las 6:40 ya no quedaba ningún usuario dentro del túnel. No hubo víctimas ni lesionados. Los restos del autobús fueron remolcados (con neumáticos de repuesto) fuera del túnel a las 8:58 p.m. A las 6:00 a.m. del día siguiente se volvió a abrir al tránsito el túnel. d. Túnel de Kawasaki (Japón)[14]: el día 20 de mayo de 1998 a las 8:08 a.m. un vehículo de carga ligera se incendió en las inmediaciones de una torre de extracción. El vehículo se estacionó y comenzó a arder sin emitir mucho humo. El tránsito en los otros dos carriles no se detuvo. Los automóviles continuaron pasando, sin detenerse, hasta que llegaron los bomberos y la policía. No hubo humos porque por la torre se extrajeron 680 m3/s. Las duchas automáticas empezaron a funcionar a los 5 minutos pero fueron puestas fuera de servicio por orden de los bomberos que preferían combatir el fuego sin ellas. e. Túnel del Puerto de Tokyo (Japón)[14]: el día 29 de julio de 1999 un trailer de 25 toneladas alcanzó dos camionetas de 2 toneladas y una furgoneta. Los vehículos menores volcaron y bloquearon las tres calzadas. El trailer se detuvo rozando las paredes del túnel y el motor empezó a arder. El fuego, que no produjo víctimas, empezó a las 7:42 a.m. y fue extinguido a las 8:16 a.m. (34 minutos más tarde). Los ventiladores se situaron en modo de extracción de aire. Las duchas automáticas de agua se activaron a las 7:45 pero a las 8:06 los bomberos (que habían llegado a las 7:59) pidieron su parada.

7 Barlovento: Parte de donde viene el viento, con respecto a un punto o lugar determinado.

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Tabla 3.1 Cronología de siniestros en túneles de carretera.

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f. Túnel de St. Gotardo: el 24 de octubre de 2001 se produjo una colisión frontal entre dos camiones, uno de los cuales estaba cargado de neumáticos. La colisión fue inmediatamente seguida de un incendio que afectó a 13 camiones y 10 automóviles. Hubo 11 víctimas mortales y 35 intoxicados por el espeso humo producido por la combustión de los neumáticos. El incendio duró más de 48 horas. La ventilación funcionó bien inicialmente, lo que permitió el escape de muchas personas a través de las galerías. Aparte de los 2 muertos en el choque, los restantes murieron asfixiados porque no atinaron o se retrasaron en la huída por las conexiones de la galería. Sólo uno de los muertos era suizo y este hecho es atribuido por los Servicios de Carreteras suizos a la intensa campaña de prevención y educación de los conductores que las autoridades desarrollaron en Suiza después de los accidentes en los túneles del Mont Blanc y de Tauern, que ocurrieron en países limítrofes con Suiza. Los párrafos anteriores hacen mención a túneles extranjeros, en Chile no se está ajeno a incidentes, es por ello que en la tabla 3.2 se describen los accidentes ocurridos en túneles chilenos desde 1996 a la fecha, está información es entregada por Carabineros al Ministerio de Obras Públicas, algunos datos de la tabla original fueron omitidos porque no coincidían con el lugar geográfico de los túneles. Es posible notar que los datos entregados en la tabla 3.2 distan mucho de lo que sucede en el extranjero, los túneles chilenos son más cortos y en la mayoría de ellos no se permite el transporte de mercancías peligrosas, por lo que los riesgos y consecuencias de un accidente son mucho menores.

Tabla 3.2 Estadística de accidentes en túneles periodo 1996-2005

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3.2 SISTEMAS INTELIGENTES DE TRANSPORTE (ITS) EN TÚNELES [2] Los sistemas inteligentes de transporte (ITS) es un término para describir un amplio rango de tecnologías aplicables a la resolución de problemas en el ámbito del transporte. Los sistemas ITS pueden ser mejoras de sistemas existentes o nuevos, como el guiado dinámico de rutas. En general, podrían ser entendidos como sistemas que utilizan tecnologías para obtener, procesar y comunicar datos en tiempo real conducidos a la gestión de tránsito, otorgar información a los conductores, a la gestión de flotas de transporte de mercancías y la explotación del transporte público. En la actualidad es una práctica habitual que los túneles de carretera estén bien equipados con algún sistema de control. Esto genera que desde túneles cortos, que suelen llevar un sistema autónomo de control de iluminación mediante células fotoeléctricas situadas en los accesos, hasta túneles más largos deban poseer sistemas de control centralizados, de forma que uno o varios operadores puedan gestionar la totalidad del túnel. Los principales sistemas inteligentes de transporte que componen un túnel son los siguientes: • Vigilancia y Control de Ventilación: Este subsistema permite la estabilización de los niveles de contaminación en el interior del túnel debido a la expulsión constante de humos. • Vigilancia y Control de Alumbrado: Este subsistema permite mantener dentro de unos límites razonables las condiciones de visibilidad dentro del túnel, así como en la entrada y salida del mismo, graduando los flujos luminosos a la luz ambiente que en cada momento haya en el exterior del túnel. • Vigilancia y Control de Energía: Este subsistema permite mantener el suministro de energía aún en el caso de fallo de red. • Detección y Extinción de Incendios: Este subsistema permite la monitorización de los detectores y pulsadores de incendio de forma que se localice en qué punto del túnel se ha producido un incendio. • Detección Automática de Incidentes (DAI): Este subsistema permite detectar la presencia de vehículos parados en la carretera en cualquier condición de tránsito, ya sea en la pista de circulación o en berma, avisar de la existencia de tramos de congestión. • Control de Tránsito y Circulación: Este subsistema informa sobre el estado de la circulación de vehículos mediante la adquisición de los parámetros básicos de tránsito de la carretera, el conocimiento de dichas variables permite el cálculo de planes de tránsito adecuados a cada situación particular.

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• Circuito Cerrado de Televisión (CCTV): Este subsistema se encarga de proveer al Centro de Control de las imágenes de tránsito provenientes de las cámaras instaladas a lo largo del túnel. • Equipos de Señalización y Balizamiento: Este subsistema se encarga de mostrar información a los conductores o indicar limitaciones obligatorias o recomendables. • Comunicación de Datos: Este subsistema se encarga del transporte de todas las señales de control y actuación desde el Centro de Control hasta cada uno de los equipos de campo. • Red de Postes de Auxilio (Postes S.O.S.): Este subsistema permite al usuario establecer comunicación con el Centro de Control en caso de cualquier incidente. • Megafonía: Este subsistema permite al Centro de Control emitir información a los usuarios acerca de las condiciones existentes del tránsito, o avisos de emergencia, a través de los altavoces instalados en todo su recorrido. • Radiocomunicaciones: Este subsistema, a través de cable radiante, permite asegurar las comunicaciones de radio comercial para los usuarios y las comunicaciones de seguridad para los servicios de socorro. Todos estos sistemas están centralizados, de forma que uno o varios operadores en un centro de control puedan manejar todos los sistemas y acceder a toda la información proporcionada por los mismos. Sin embargo, un sistema de control de túneles que tenga instalado un sistema centralizado de gestión inteligente podrá procesar toda la información proveniente de los diferentes sistemas de control y filtrar la información menos relevante, de forma que únicamente los eventos más significativos lleguen hasta el operador de forma asimilable. Esta información deberá estar integrada en un solo interfaz de usuario, evitando de esta forma la presencia de múltiples aplicaciones que controlen subsistema a subsistema. El interfaz de usuario deberá, además, ser amigable e intuitivo. El concepto de integración es sumamente importante, ya que un túnel siempre se ha de tener en cuenta como una unidad. El concepto de integración permite asociar los efectos detectados y producidos por uno de los subsistemas con el resto de la instalación. De forma que cualquier suceso en una parte del túnel afecte en forma coherente todo túnel, incluyendo sus accesos.

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3.2.1 Sistemas Inteligentes aplicados a la operación. En la mayoría de las especificaciones de sistemas de control de túneles, se dispone de una idea muy clara del tipo de situaciones que se pueden dar, el tipo de eventos que se desea tratar y se equipa el túnel según estas necesidades. Sin embargo, la especificación no suele avanzar más allá y las exigencias con respecto al sistema de control se limitan a la notificación de los eventos a los operadores del centro de control. Lo que sí suele incluir la especificación es algún tipo de clasificación de los eventos, de forma que los datos ya lleguen filtrados a los operadores. En la mayor parte de los casos a cada evento se le asigna una prioridad dependiendo de la severidad de la situación detectada o de sus consecuencias. De manera que los eventos de bajo nivel (alarmas menores) simplemente quedan registrados o reflejados en una impresora de eventos, mientras que los eventos más graves generan algún tipo de aviso visual o auditivo. Sin embargo, un sistema de gestión inteligente requiere un proceso mucho más amplio, que implica una serie de respuestas ante los eventos que se producen habitualmente o pueden llegar a producirse en un túnel. Esto es lo que se conoce como secuencia de acciones, que deben estar previstas en el sistema y tratadas de forma adecuada. A lo largo de la operación habitual de un túnel hay una serie de eventos de escasa incidencia, pero que se producen con regularidad. Los principales son los cambios en el régimen de iluminación (se suelen producir mínimo de seis al día), y los cambios en el régimen de ventilación motivados por los cambios en la concentración de contaminantes. La automatización de estos procesos supone un doble beneficio. En primer lugar descarga al operador de una tarea rutinaria que consume parte de su atención. Por otro lado, con un correcto ajuste de los diferentes umbrales de encendido y apagado de cada sistema, se llegan a optimizar los costos de operación de los sistemas de alumbrado y ventilación, que en el caso de un túnel suelen ser, con diferencia, los más elevados. En caso de incidentes hay que definir con especial cuidado la secuencia de acciones que debe seguir cada uno. Por un lado hay que valorar los riesgos añadidos por las características especiales del recinto y por el otro tener en cuenta que, al no tratarse de eventos habituales, la respuesta de un operador no podrá ser inmediata. El sistema de gestión debe, por lo tanto, estar encaminado a la prevención de la existencia del incidente, a la rápida detección del mismo y a la puesta en marcha de la secuencia de acciones necesarias con el fin de minimizar los daños que se pudieran ocasionar. De las conclusiones de numerosos estudios y ensayos se desprende que la rápida detección de un incidente, y esto es especialmente notorio en el caso de un incendio, es de vital importancia para poner en marcha rápidamente la correspondiente secuencia de acciones y acotar, en la medida de lo posible, las consecuencias que se puedan derivar.

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Normalmente, la detección de un incidente suele conllevar actuaciones en más de uno de los sistemas de control del túnel. Los dos ejemplos más claros son el de un vehículo detenido y el de un incendio. En el caso de un vehículo detenido dentro del túnel pueden intervenir los sistemas de señalización (señalización variable, semáforos), los de comunicaciones (megafonía, radio) y los de televisión. El caso de un incendio es todavía más complejo, aquí ya intervienen los sistemas de detección y extinción de incendios, de iluminación, de ventilación, de señalización variable, de comunicaciones y de televisión. Estos dos ejemplos se complican aún más por el hecho de que las respuesta ante el incidente depende, además, de la situación del mismo dentro del túnel. Puesto que la rápida intervención una vez detectado el incidente se muestra como un factor decisivo, el hecho de que el sistema sea capaz de reaccionar con una secuencia de acciones ya definida ante el incidente evita tener que depender por completo de la capacidad de respuesta del operador y, una vez definida la respuesta adecuada actuar de inmediato. Cuando se habla de sistemas con un control tan completo y exhaustivo, siempre surge la duda respecto del papel del operador. ¿Hasta que punto se puede permitir que las respuestas del sistema sean automáticas? ¿Hasta que punto es necesaria la intervención del operador antes de iniciar una respuesta ante un incidente? Una buena práctica es la realización de simulaciones en las cuales se pueda decidir cuál es la secuencia de acciones más conveniente para programarla en el sistema. Esta programación debe ser abierta y fácilmente reconfigurable por parte del ingeniero de seguridad y, en su caso, por los propios operadores bajo autorización del responsable. El sistema puede aprender y en la fase inicial deberá permitir un funcionamiento semiautomático en el cual se requiera la configuración del operador antes de iniciar cualquier secuencia que pueda suponer un cambio significativo en las condiciones habituales de uso del túnel. Esto quiere decir que tareas como el ajuste automático de la iluminación para adaptarla a las condiciones del exterior o la modificación de las condiciones de ventilación en respuesta a un incremento de la contaminación pueden dejarse automatizadas sin necesidad de confirmación por parte del operador. Sin embargo, tareas que supongan el cierre automático del túnel, como puede ser un incendio, pueden contar con la confirmación por parte del operador y si éste no responde activarse automáticamente. A medida que se avance en la explotación del túnel y se vayan perfeccionando las secuencias de acciones se pueden ir dejando más tareas en modo totalmente automático, con la salvedad de aquellas asociadas a los incidentes de mayor riesgo (incendios), que siempre deben estar programadas en modo semiautomático.

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3.2.2 Sistemas Inteligentes aplicados al mantenimiento. Para que el sistema tenga toda su capacidad de respuesta inmediata ante los incidentes que puedan acontecer, es necesario tener la seguridad de que todos los sistemas implicados en la detección del incidente, así como aquellos implicados en la secuencia de respuesta ante el mismo, funcionarán como está previsto. Como ya se ha mencionado, un factor destacable es que muchos de ellos no son de uso habitual (detección de incendios) y otros no se requieren con la urgencia con que se requerirían en una situación de incidente grave (no es igual la urgencia de la respuesta del sistema de ventilación ante un leve incremento de la contaminación en el túnel que ante un incendio). Esto conduce a la necesidad de implementar sistemas capaces de detectar automáticamente las anomalías en su funcionamiento. En muchos casos, los propios equipos que componen cada sistema disponen de un mecanismo de autocomprobación y permiten generar alarmas en caso de detectar una anomalía. Sin embargo, el propio sistema ha de ser capaz de detectar averías no relacionadas con los equipos (líneas de comunicaciones) o en aquellos sistemas que no incluyan por sí mismos un sistema de autocomprobación. Todas estas averías deben quedar registradas en una base de datos de averías, de forma que el personal de mantenimiento pueda disponer de forma rápida de una lista de equipos con averías para proceder a su reparación. Además el hecho de tener una base de datos con las averías permite tener un seguimiento de la duración de las mismas y hacer, a posteriori, análisis acerca de los repuestos de que se dispone. Otro aspecto que, con frecuencia, no aparece en las especificaciones de los sistemas de gestión de túneles es del tratamiento histórico de los incidentes. O, en caso de aparecer, se limita al registro de los mismos, sin realizar ningún otro tipo de tratamiento. Pero, hay que tener en cuenta que de cara al mantenimiento del sistema, los incidentes suelen ser una fuente de datos muy importante. El análisis de un incidente a posteriori puede conducir a modificaciones en las secuencias de acciones preestablecidas con el fin de lograr una mejor respuesta ante los incidentes. Normalmente, las primeras secuencias definidas para la operación de un túnel, se realizan basándose en experiencias anteriores en otros túneles. Sin embargo, cada túnel tiene sus propias particularidades que pueden hacer que la secuencia de acciones para ejemplos anteriores no sea óptima en el caso que se está tratando. Del análisis de los incidentes, de las actuaciones que siguieron a los mismos y de las consecuencias de estas actuaciones en el desarrollo del incidente es de donde surgen los datos que llevan a optimizar el funcionamiento de un sistema inteligente de operación de túneles.

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3.3 SISTEMAS DE VENTILACIÓN [2] El desarrollo de los diversos componentes para los sistemas de ventilación de los túneles iba en los años 50 en paralelo con el desarrollo de ventiladores para las centrales térmicas, las instalaciones de ventilación de minas e instalaciones de canales de viento para ensayos aerodinámicos. En muchos de los elementos de construcción se pudieron aplicar los proyectos de desarrollo y los resultados de los ensayos directamente a la ventilación de los túneles, lo que en última instancia ha conducido al alto de nivel de desarrollo actual en la construcción de sistemas de ventilación de túneles. La gran incógnita era estimar la evolución del parque de vehículos, y también la evolución de las emisiones procedentes de la circulación de vehículos hasta el año 2000. Ya entonces se tomaron como parámetros para determinar las necesidades de ventilación en los sistemas de túneles la emisión del CO y la turbidez (opacidad) y se extrapoló el rápido incremento de los años 60 y 70 hasta el año 2000. Este procedimiento dio lugar a unas demandas de aire fresco muy elevadas, que de acuerdo con los conocimientos actuales se habían sobrestimado en gran medida, ya que no era previsible la evolución real en el campo de la técnica de transporte. Los primeros sistemas de túneles se proyectaron principalmente con una ventilación semitransversal (ver figura 3.1) para túneles de longitudes medias y con ventilación transversal (ver figura 3.2) para túneles de grandes longitudes. Posteriormente se utilizó también una combinación de ambos sistemas.

Figura 3.1 Ventilación semitransversal.

AF: Aire Fresco AV: Aire Viciado EH: Extracción de Humos

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Figura 3.2 Ventilación transversal.

La amplia gama de regulación de los ventiladores también se pudo aprovechar energéticamente sólo de forma razonable mediante una adaptación del caudal por medio de la regulación de los alabes del rodete en servicio, en combinación con varios niveles de velocidades fijas.

Figura 3.3 Esquema básico de un ventilador de chorro. 3.3.1 Ventilación semitransversal con ventilador axial. La ventilación semitransversal aporta en general a la cámara de circulación justamente el aire fresco necesario para diluir las sustancias nocivas que allí se forman. El aire diluido en el túnel escapa a partes iguales por las bocas del túnel (figura 3.1). El aire fresco se insufla de forma continua y controlada por un conducto de aire independiente. Desde allí se conducen los volúmenes parciales necesarios al recinto de circulación a través de los llamados canales secundarios. Con el fin de poder influir en el sentido del flujo en caso de incendio, se emplean ventiladores axiales reversibles. En régimen normal estos ventiladores actúan como ventiladores insufladores de aire. En caso de necesidad se pueden emplear como ventiladores extractores. El aire extraído se aspira a través de los canales secundarios.

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Se abrieron ventajas con respecto a la ventilación longitudinal con ventiladores de chorro gracias a una velocidad longitudinal menor del aire en la zona de circulación, ya que el aire puede escapar hacia ambas bocas. Esto significa que con la ventilación semitransversal se pueden ventilar también túneles de carretera de mayor longitud. En cambio, la sección destinada al tránsito queda eventualmente reducida por la necesidad de los canales de alimentación de aire. La consecuencia es que se puede reducir la velocidad longitudinal del aire con respecto a la ventilación longitudinal. 3.3.2 Ventilación transversal con ventiladores axiales. En la ventilación transversal se aporta por principio a cada parte de la zona de tránsito la misma cantidad de aire fresco se insufla a través de unos conductos de distribución que transcurren paralelos a la zona de circulación, y que se introduce en la zona de circulación a través de unos orificios de entrada de aire, los llamados canales secundarios (figura 3.2). El aire viciado con los gases de escape se aspira constantemente en toda la longitud del túnel mediante los huecos de evacuación de aire que están dispuestos en el techo. El flujo del aire viciado se reúne en los canales colectores que van paralelos a la sala de circulación y se conduce al exterior a través de chimeneas de escape. Una variante de la ventilación transversal es la ventilación transversal reducida, que se diseña para un caudal de aire de extracción menor con respecto al caudal de aire insuflado. El exceso de aire escapa a través de las bocas. 3.3.3 Ventilación longitudinal. En los últimos años se observa que está en aumento la tendencia de la ventilación longitudinal hasta unas longitudes medias de túneles de 3 kilómetros. El desarrollo de este sistema de ventilación se ha visto favorecido por presentar, en comparación con los otros sistemas, unos costos de inversión, de explotación y de mantenimiento inferiores. Los ventiladores de chorro (figura 3.4) se instalan aislados por grupos a determinados intervalos en el techo del túnel, éstos aportan energía al flujo que hay en el interior del túnel mediante un intercambio de impulsos, poniendo así en movimiento la columna de aire existente. Hay que tener en cuenta que la separación entre los ventiladores a lo largo del eje longitudinal del túnel se deberá prever de tal manera que se produzca una buena mezcla del chorro impulsor con el restante flujo a través del túnel, así como una distribución de flujo lo mejor posible dentro de la sección del túnel.

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Figura 3.4 Ventilación longitudinal con ventiladores de chorro.

La longitud de los túneles ventilados mediante ventiladores de chorro está limitada por la velocidad longitudinal máxima admisible del aire en la zona de circulación, que por motivos de seguridad y comodidad no debe rebasar determinados valores límites. En los últimos años se observa otra evolución interesante de la ventilación longitudinal de túneles de carretera por medio de ventiladores de extracción de aire en cavernas con pozos centrales (ver figura 3.5).

Figura 3.5 Ventilación longitudinal con ventiladores extractores de aire.

En este sistema se aspira el aire fresco de ambas bocas del túnel a través de grandes ventiladores axiales situados en cavernas en la zona del centro del túnel y a través de los ventiladores aspiradores y de un pozo de expulsión se devuelve al exterior. La ventaja de este sistema es que el aire de extracción no puede salir por ninguna boca del túnel y el tramo de ventilación prácticamente se divide en dos, lo que repercute favorablemente en la evolución del CO y de la turbidez de la visibilidad en el túnel. En este sistema se sitúan a menudo unos ventiladores de chorro adicionales en el interior del túnel, que se ponen en marcha en un caso de incendio para mantener libre la vía de escape de las personas que se encuentren en el túnel, y que puedan poder alejarse del foco del incendio sin estar sometido a los humos y los gases nocivos del incendio. Existen otros sistemas de ventilación como:

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• Ventilación semitransversal reducida, • Ventilación semitransversal, y • Ventilación transversal completa.

Sin embargo, presentan con respecto a la ventilación longitudinal para sus propias ventajas específicas en cuanto a seguridad en caso de incendio, comodidad en la circulación y compatibilidad con el medio ambiente, de manera que según los casos se utilizan estos sistemas o incluso se especifican obligatoriamente. Naturalmente hay también combinaciones convenientes entre la ventilación longitudinal y la ventilación semitransversal en régimen normal y en régimen de incendio. 3.3.4 La elección del concepto de ventilación de acuerdo con los aspectos actuales. La elección del sistema de ventilación del túnel (figura 3.6 y 3.7) viene determinada principalmente por los factores siguientes: • Demandas de aire fresco en función de las emisiones de CO, Nox, enturbamiento así como velocidad longitudinal en el túnel teniendo en cuenta lo establecido por la ley, y con vistas a la evolución previsible de las emisiones y sus valores límites admisibles, a lo largo de las próximos años; • Fiabilidad de la instalación, • Seguridad en caso de incendio, • Consumo de energía, • Gastos de inversión, • Conservación/mantenimiento, y • Facilidad de servicio.

Figura 3.6 Ventilador axial.

Figura 3.7 Ventilador axial reversible.

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3.3.5 Seguridad en caso de incendio. Para el diseño de los ventiladores de extracción de aire, se aplica de forma general para el caso de incendio, el requisito de una capacidad de funcionamiento hasta 250 ºC durante un tiempo máximo de una hora para todos los componentes, incluida la unidad motor-ventilador. Para poder cumplir este requisito se necesitan medidas especiales en los ventiladores de extracción de aire, de este modo se garantiza la seguridad de la instalación, como por ejemplo: • Materiales resistentes a altas temperaturas para los alabes del rodete. • Sistemas de regulación acreditados para la regulación de los alabes del rodete en servicio, que por influencia de la temperatura no den lugar a problemas de funcionamiento o incluso a bloqueo. • Motores de accionamiento con refrigeración especial con o sin ventiladores exteriores de aire de refrigeración, en función de la clase de protección elegida para el motor. En el caso de incendio y del aumento consiguiente de la temperatura del aire a extraer se debe impedir a toda costa que los alabes rocen la carcasa por consecuencia de dilataciones térmicas (peligro de rotura de alabes). Una distancia mayor entre alabes y carcasa podría ser la solución a esta cuestión, pero conllevaría una disminución considerable del rendimiento de la etapa del ventilador durante el modo de servicio normal (aumento gasto energético). Para poder minimizar esta distancia se deben tener en cuenta las deformaciones de la carcasa bajo la influencia de temperaturas altas en la zona de giro de la etapa. En este contexto se debe contemplar en su totalidad la situación de montaje junto al concepto de apoyo de la unidad motor-ventilador con las distintas relaciones de masas en las circunferencia del ventilador. Resultados satisfactorios sólo se pueden obtener por medio de cálculos modernos por el método de elementos finitos (MEF) (figura 3.8). Ensayos de calor sobre bancos de pruebas solo dan una información sobre la utilidad de los materiales aplicados, solo comparable con la realidad del lugar de aplicación, cuando en el ensayo se reproducen la afluencia del aire al ventilador y su situación de montaje.

Figura 3.8 Estructura de elementos finitos para análisis de tensiones de la carcasa de un

ventilador.

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Ensayos con un ventilador de características constructivas comparables son, además del cálculo con elementos finitos para ventiladores de gases de incendio, la solución óptima para poder descartar, en lo posible, puntos peligrosos. Asimismo, debe realizarse un estudio esmerado de todos los escenarios de extracción e incendio en los distintos cantones del túnel, con el objetivo de obtener todas las nuevas características del sistema para seleccionar de forma óptima el ventilador. Es después cuando se puede valorar definitivamente qué concepto de regulación se debe aplicar para adaptar el caudal en unión con el mando del túnel (gestión técnica). La cuestión, si una regulación de velocidad o ajuste de alabes durante el servicio o una combinación de ambos sistemas es mejor tanto operacional como económicamente, solo se puede contestar después de valorar definitivamente todos los casos de servicio. La solución óptima es con seguridad la de ajuste de alabes en servicio con dos velocidades continuas o una combinación de ajuste de alabes en servicio con una regulación continua de velocidad, siendo esta última la solución que permite mas posibilidades de optimización energética. Para la selección del perfil del alabe se deben tener en cuenta además del rendimiento óptimo criterios de técnica operacional, como por ejemplo, un comportamiento manejable de desprendimiento del fluido en el caso de reversión de la dirección de flujo. Una conversión objetiva de aire fresco a aire de extracción en el menor tiempo y sin un desprendimiento critico del fluido (situación de bombeo→oscilaciones de la columna de aire) debe ser asegurada independientemente de que el sistema de regulación sea de velocidad o de ajuste de alabes en servicio. El espesor de la carcasa, incluido el dimensionamiento de la brida horizontal para carcasas con tapa superior desmontable, debe ser dimensionado contra perforación por piezas rotas en el caso de rotura de un alabe. Espesores mínimos se pueden determinar por medio de ensayos o por medio de averiguaciones teóricas extensas, y se deben valorar con el suplemento correspondiente de seguridad. Para un servicio seguro en túneles no se pueden aplicar en ningún caso conceptos de ventiladores con escaso espesor de chapa de carcasa, como los que se usan en la industria de la climatización. La relación entre las masas rotativas y las masas estáticas se deben escoger de tal manera que un desgaste, originado por el servicio, y suciedad o adherencias, no conduzcan a un aumento del equilibrio en servicio. Relaciones de masas como las que son habituales en construcciones convencionales de ventiladores para centrales térmicas son en cualquier caso preferibles a construcciones ligeras de ventiladores (industria de la climatización). Para conseguir una alta disponibilidad de la instalación de ventilación se debe tener especial atención a la protección contra la corrosión y a la ejecución de la soldadura de la

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carcasa del ventilador y de los elementos contiguos de conductos. Brida y nervios deben ser soldados a cordón continuo para evitar que infiltraciones de corrosión en estos lugares produzcan grietas y con ellas una reducción de la capacidad de carga de los elementos individuales. Esta problemática también se debe considerar bajo el aspecto de la dilatación térmica en el caso de incendio, en el que una soldadura discontinua no produce con seguridad un transporte óptimo de las fuerzas de dilatación. También aquí se debe evitar en cualquier caso el peligro de producción de grietas. Para garantizar un servicio seguro de la ventilación en relación con la regulación del túnel, debe ser preferible que las tomas de presión en la carcasa vayan unidas a un anillo rígido de tubo de medición con tobera de limpieza a unos taladros de medición con tubos simples de plástico de laboratorio. Modelos de bajo precio, como se ofertan en muchos casos en el mercado, van a cargo de los costos de mantenimiento y en último caso de la disponibilidad de la instalación de ventilación. En túneles largos con ventilación semitransversal o transversal es necesaria, en caso de incendio, una extracción rápida y puntual de los gases en la zona inmediata al foco del incendio. En base a las experiencias de los últimos incendios en los túneles alpinos se ha visto que el sistema preferido en los primeros años de una extracción lineal por medio de muchas pequeñas aberturas en el techo del túnel no es suficiente. El desplazamiento del humo como consecuencia de velocidades longitudinales existentes en el túnel no se puede evitar, debido a que la capacidad de extracción en el foco del incendio es demasiado pequeña. Los sistemas con grandes aberturas y clapetas o trampillas en el techo son considerablemente más efectivos. Por medio de sistemas de localización del incendio se abren completamente las compuertas más cercanas al foco del incendio mientras que se cierran las demás en el túnel. Así es posible una extracción puntual efectiva con un efecto de aumento de caudal de 3 a 5 en comparación con el sistema lineal (depende de la reserva de potencia del ventilador). Como consecuencia de las experiencias hechas se están investigando en Europa túneles con techo en vista a una extracción puntual. En caso necesario se instalan posteriormente clapetas en distancias de 50 a 100 m, unido a un aumento de las potencias de los ventiladores en caso necesario. 3.3.6 Infraestructuras de ventilación [8]. Dependiendo del sistema seleccionado y de las potencias a instalar, es evidente la amplitud de los trabajos de ingeniería a veces necesitados para la ventilación de los túneles, tanto por la importancia de los estudios que precisa (geología, medio ambiente) como por su incidencia financiera, siendo necesario que el proyecto, en el capítulo de “ingeniería de ventilación”

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atraiga la atención del proyectista desde el comienzo de los estudios. Bajo este vocablo se acostumbra a reagrupar: • Trabajos dentro del túnel:

Falso techo y tabiques que delimiten los cantones. Conductos de ventilación o bocas de insuflación y extracción. Nichos de sobreexcavación para la ventilación longitudinal para alojar aceleradores.

• Trabajos fuera del túnel: Pozos o galerías para el paso del aire. Galerías de enlace en el caso de conductos paralelos. Estaciones de ventilación, etc.

Techo falso y compartimientos.

Figura 3.9 Techo falso, división en cantones y compartimientos.

El dimensionamiento de los elementos constitutivos de los conductos de ventilación, falsos techos y compartimientos, debe tener en cuenta las diferentes cargas que le serán aplicadas en el transcurso de la explotación, a saber: • El peso propio de las estructuras. • Las presiones de aire máximas que derivan de los cálculos de ventilación (insuflación y aspiración). • Las sobrecargas de explotación. • La reacción y resistencia al fuego. Las sobrecargas de explotación a tener en cuenta dependen:

INSTALACION DE

VENTILACIÓN

INSTALACION DE

VENTILACIÓN

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• De la accesibilidad de los conductos que pueden estar reservados sólo al personal de explotación o accesibles a los servicios de socorro, e incluso a los usuarios para evacuación de urgencia. • De los pasos fluidos eventuales y de su condición de colocación. • De las operaciones de mantenimiento y reparaciones. En la actualidad el intervalo de sobrecargas de explotación que se tienen en cuenta, está comprendido entre un mínimo de 2,5 KN/m2 y un máximo de 5 KN/m2, siendo un valor normal 350 Kg/m2. En cuanto a la resistencia al fuego, se suele exigir el soportar temperatura de 200ºC durante 2 horas. En el caso de los sistemas con techo falso, hay que asegurar una buena impermeabilización al aire, por una parte, las galerías donde circula el aire viciado y aire fresco, por otro lado, el túnel, evitando así por ejemplo el efecto de helada. Se cuidará especialmente la buena terminación del hormigonado, de forma que se disminuyan las superficies ásperas, y el buen tratamiento de las juntas, dado que el dimensionamiento de los ventiladores depende estrechamente de la rugosidad de los conductos de ventilación por las pérdidas de carga que ello puede implicar y que se traduce en ahorros de energía en explotación. Con miras a la explotación (para inspección, limpieza o reparación) es necesario prever facilidades de acceso a los conductos de ventilación. Es igualmente aconsejable prever un balizaje luminoso y a intervalos regulares tomas de corriente para conectar lámparas transportables o pequeñas herramientas eléctricas. La altura mínima de los conductos en sección normal será de 1,80 m en el punto más alto (para la construcción y explotación). En tramos cortos se podrá pensar en reducir esta dimensión. Los conductos de aire fresco sirven habitualmente para el paso de cables (eléctricos o de telecomunicación) de grandes diámetros que no admiten débiles radios de curvatura. Hay que tener cuidado, en el momento de la concepción del falso techo, de prever las aberturas necesarias para el tirado y la colocación de estos cables. 3.3.7 Comunicación entre los conductos de aire y el túnel. Según el sistema de ventilación adoptado, la forma de la obra, el número de vías de circulación, el número y la función de los conductos de aire (Aire Viciado (AV) sólo, Aire Fresco (AF) sólo o AF en funcionamiento normal pasando a AV en caso de incendio), se pueden adoptar disposiciones muy variables para asegurar la comunicación entre los conductos de aire y el túnel.

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A continuación, se acompaña una relación de diferentes disposiciones posibles para la insuflación y la aspiración de aire fresco (AF) y de aire viciado (AV).

Figura 3.10 Diferentes disposiciones posibles para la insuflación y la aspiración.

En cuanto a las características geométricas de las aberturas y de los conductos de humo, es difícil dar una norma general ya que están directamente relacionadas con su espaciamiento y con los caudales de aire a insuflar o extraer. Habitualmente se suele tener en cuenta un caudal de aire unitario (fresco o viciado) del orden de 0,8 a 1 m3/s, lo que conduce a un espaciamiento de entre 2 a 10 m, para las bocas de aire fresco (variable según el número de conductos) y de entre 2 a 15 m para las bocas de aire viciado. Para las trampillas de deshumación se puede partir del principio de aspirar la totalidad del aire viciado por sección (paso de 100 a 300 m).

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Las dimensiones estándar de las bocas son de 20 x 50 cm2 que permiten obtener una velocidad de 8 m/s. Las trampillas de deshumación suelen tener dimensiones de 2,50 x 0,70 m2 con una velocidad que puede variar de 8 a 15 m/s. 3.3.8 Pozos y galerías para el paso del aire. La elección de la implantación de los pozos de ventilación exigen un estudio preciso de la geología y de la hidrogeología de los terrenos atravesados, y de las posibilidades de acceso a la obra de la boca de los pozos debiéndose tener también en cuenta el posible impacto ambiental que puede producirse. El empalme con el túnel debe efectuarse preferentemente en terrenos de buena calidad. Algunos emplazamientos favorables pueden llevar a concebir pozos inclinados de hasta 20º. Una galería de pendiente limitada y accesible a maquinaria de obras públicas puede resultar competitiva, al ser netamente menos costosa por metro lineal que un pozo vertical. Habrá que tener en cuenta los problemas de impermeabilización para los pozos que llevan el aire fresco (AF), ya que pueden aparecer problemas de helada bajo el efecto de un aire demasiado frío. 3.3.9 Estaciones de ventilación. El estudio de su implantación y de su dimensionamiento necesita ya desde los estudios preliminares un serio conocimiento de la galería y de los problemas planteados por el medio ambiente. 1.- Estaciones Subterráneas: Estas estaciones plantean problemas específicos en razón de la importancia de su sección. De un modo general se tiende a no implantarlas más que en zonas de buen terreno. La elección de la forma de la sección (perfil abovedado o hastíales verticales) y de su orientación depende esencialmente de la estructura del macizo que encajona. 2.- Estaciones de superficie: Su implantación está en general condicionada por la decisión arquitectónica adoptada o por cuestiones de medio ambiente; hay que procurar que los circuitos de conexión con el túnel sean lo más sencillos posibles y que los servicios de comunicación estén asegurados. Estas estaciones serán de fácil acceso con posibilidades de salidas. La implantación de los huecos de aspiración y de los expulsores de aire viciado será estudiada en función de las servidumbres locales (superficie, ruido, contaminación, etc.). 3.4 CONTROL DE INCENDIO Dentro del amplio concepto del control de incendios, hay elementos que son fundamentales para no tener consecuencias graves. El primero es la detección oportuna para generar las alarmas adecuadas, con el fin de desarrollar en el menor tiempo posible los planes de intervención; como segundo elemento, preocupa si existe la infraestructura adecuada de aviso al centro de control y evitar riesgos de quemaduras y/o intoxicación de las personas, y

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por último, identificar la existencia de elementos de ayuda en la evacuación y vehículos especiales para intervención. 3.4.1. Sistemas de detección de incendios [6]. Un adecuado sistema de detección de incendios ha sido siempre un requisito básico en las instalaciones de un túnel, dado que el fuego es quizá el mayor riesgo a priori que puede acontecer dentro de la seguridad en el túnel. De las conclusiones de numerosos estudios y ensayos de incendios en que se extrae que la rápida detección de fuego en un túnel es de vital importancia para poner en marcha inmediatamente los correspondientes mecanismos establecidos según el plan de explotación y emergencia, acotando las posibles y trágicas consecuencias que pueden llevar consigo. Históricamente, y no hace muchos años, la detección de incendio en el túnel, se realizaba mediante detectores discretos. Este tipo de detectores son inadecuados para el empleo en túneles, bien por el principio de funcionamiento de los mismos (detectores iónicos u optoelectrónicos de humos), o requieren un mantenimiento excesivo (detectores termovelocimétricos) por el ambiente (humedad, hollín, polvo, etc.) hostil a este tipo de equipos que existe en los túneles. Se trata además de detectores que cubren un área muy pequeña por lo que se requiere un número elevado de aparatos para cubrir un túnel a todo lo largo y ancho. Últimamente este tipo de detección está totalmente en desuso, siendo utilizados únicamente en los locales técnicos del túnel. El buen hacer determina que la detección de incendios se debe hacer de forma lineal a lo largo de toda la longitud. Dependiendo del tipo de instalación, de las características del propio túnel y de la inversión comprometida, existen en el mercado distintas tecnologías que posibilitan dicha detección. Los costes implicados en dichos sistemas son muy diferentes dependiendo de la tecnología aportada. Todos los sistemas de detección están basados en el cambio de las propiedades físicas del medio en función de la temperatura. A continuación se explicarán sucintamente los distintos métodos que existen hoy en día en el mercado. • Basados en cable metálico. • Basados en dilatación de gas. • Basados en fibra óptica. • Basados en detectores de temperatura embebidos en un cable. 3.4.1.1 Sistemas basados en cable metálico. Se trata de un cable sensor formado por dos o tres conductores aislados entre si por un aislamiento termosensible. Dicho aislamiento al alcanzar una temperatura determinada pone en cortocircuito los conductores, provocando en ese momento la alarma de incendios.

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En condiciones normales circula una corriente eléctrica. Para poder determinar el incendio se mide la resistencia de línea, siendo esta variable según el punto de incendio. Habitualmente se zonifica la instalación, detectando únicamente el cortocircuito producido. Es importante en algunas marcas, la torsión que hay que proporcionarle al cable en su instalación, de siete a nueve vueltas por metro, ya que esto favorece el cortocircuito entre los conductores para una pronta detección del incendio.

Figura 3.11 Cable metálico.

Este cable se instala en la bóveda del túnel mediante unos amarres, equipado cada uno con su resorte tensor, de este modo se consigue un rápido funcionamiento al alcanzar la temperatura de disparo. Existen cables diferenciados por sus temperaturas de disparo, dependiendo de las exigencias del túnel. El cable de detección necesita de un procesador de señal que detecta la activación del cable y permite discriminar la localización del incendio en zonas. En estado normal de funcionamiento, una corriente muy reducida recorre continuamente el circuito formado por los conductores del cable detector hasta las resistencias fin de línea. Puesto que se trata de un cable aéreo aislado, soportado cerca del techo mediante unos amarres, no lo afectan ni la humedad ni el hollín o la suciedad. Es de los sistemas más económicos. Su principal inconveniente es que no se pueden analizar gradientes térmicos, con lo cual su tiempo de respuesta es superior a otros sistemas y no dispone de prealarmas. 3.4.1.2 Sistemas basados en dilatación de gas. Este sistema consiste en un detector lineal de gradiente térmico. El método de acción está basado en la expansión volumétrica de un gas causado por el calentamiento en un sistema reumáticamente rígido y su incremento de presión asociado. Utiliza la expansión del aire contenido en un tubo de cobre de unos 80 m de longitud colocado en la clave del túnel. El aire contenido en su interior está en contacto con el aire ambiente (exterior) por medio de un tubo capilar.

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Las variaciones lentas por razones climáticas se compensan y no se generará ninguna alarma errónea. Si a causa de un calentamiento rápido de alguna zona del tubo, se dilatara el gas, el sistema mediante un presostato compara las presiones y genera la alarma. Gracias a la posibilidad de un ajuste del tubo capilar y del presostato, se consigue aumentar la sensibilidad del equipo.

Figura 3.12 Sistema de dilatación de gas.

Para el sistema es necesario disponer cada sección zonificada del túnel un controlador. Este controlador contiene: Sensor de presión electrónico.

Equipo para generación de presión artificial. Electrónica de evolución.

El sensor de presión continuamente mide la presión absoluta en el tubo sensor. Las señales del sensor son evaluadas por el microprocesador. La sensibilidad del equipo puede ser ajustada vía un interface. Los valores para incremento de temperatura por minuto y temperatura máxima para una respuesta de alarma pueden ser programados igualmente. El equipo dispone de una ventilación de la máxima temperatura, una ventilación de variación de la temperatura, un sensor auto–test, un interface, una gran resistencia a influencias externas como gases o humedad, además de un bajo costo de mantenimiento. El esquema normal de conexionado es el siguiente:

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Figura 3.13 Esquema de conexionado (Dilatación de gas).

Es un sistema económico. Su principal inconveniente es que necesita controladores activos cada 80 metros aproximadamente. 3.4.1.3 Sistemas basados en Fibra Óptica. Más conocidos estos sistemas como Fibrolaser, utilizan técnicas de reflectometría óptica para detectar el cambio de las propiedades de transmisión de la fibra con la temperatura. Es un sistema termovelocimétrico detectando gradientes térmicos y superación de temperatura.

Figura 3.14 Esquema de funcionamiento del fibrolaser.

El cable detector consta de un tubo de acero relleno de una sustancia termosensible, protegido todo ello por una cubierta plástica. En el tubo existen dos o cuatro fibras ópticas multimodo independientes. La sustancia termosensible cambia sus dimensiones dependiendo de la temperatura. Esto origina un cambio en la presión que ejerce sobre las fibras ópticas, cambiando por lo tanto las propiedades de transmisión óptica de las mismas. La reflectometría permite evaluar el punto del cambio de dicha presión, determinando por lo tanto el punto de fuego con gran exactitud. Así mismo indica la extensión, la dirección de propagación y la evolución del incendio. Es necesario disponer de una sofisticada unidad de evaluación, que permite controlar hasta 4.000 metros de longitud de cable. Dicha unidad mide la temperatura del cable, evalúa las oscilaciones producidas en la estructura de la red cristalina del cable en caso de incendio.

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Es un sistema mas costoso que los anteriores, elevando mucho su costo la unidad de evaluación. Se justifica en grandes longitudes. La experiencia señala que necesita procesos de mantenimiento preventivo habituales, en los que se ajusta la unidad de evaluación. 3.4.1.4 Sistemas basados en detectores de temperatura embebidos en un cable. Consiste en un cable con dispositivos electrónicos integrados en su interior (dispositivos sensores de temperatura), que suelen poner cada ocho metros, pero esta distancia es variable según las aplicaciones. Cada uno de los circuitos integrados tiene una dirección definida y un sensor de temperatura semi-conductor. Los circuitos integrados se montan sobre un cable plano flexible, que sirve de canal de comunicaciones entre el controlador y los dispositivos sensores. Todo se recubre con una sustancia de relleno y se protege con una pantalla de aluminio, evitando de esta forma las interferencias electromagnéticas. La cubierta externa es ignífuga y sin halógenos.

Figura 3.15 Composición del cable sensor.

La supervisión continua de los sensores de temperatura por la unidad de control permite un chequeo funcional constante del sistema, pudiéndose crear una gráfica de temperaturas, ya que se conoce la temperatura de cada uno de los sensores en cada momento. El montaje del cable en el techo del túnel se realiza cada metro con clavijas de autocierre. Se pueden instalar hasta 2000 m de cable por unidad de control, permitiendo configuraciones tipo maestro/esclavo para configuraciones de mayor longitud.

Figura 3.16 Cable sensor.

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La unidad de control proporciona la alimentación eléctrica al cable sensor, chequea los valores de la temperatura de los distintos sensores. En el caso que se supere el umbral se producirá la alarma, bien por exceso de temperatura o por gradiente térmico.

Figura 3.17 Detalle del circuito integrado.

Es un sistema de costo elevado del cable, permitiendo las máximas probabilidades de detección. 3.4.1.5 Sistemas basados en el tratamiento de la señal de video. La proliferación en los túneles de los sistemas de detección automática de incidentes (DAI), permiten disponer de un sistema auxiliar para la detección de incendios. Sin ser sustitutos estos sistemas de los enunciados anteriormente, los DAI cada vez incorporan mayores prestaciones en la detección de incidentes. Su ventaja fundamental frente a los anteriores, es que no miden la temperatura, sino que habitualmente analizan situaciones que suelen ser las originarias del fuego como: exceso de humos, vehículos parados, líquidos en el asfalto o incluso presencia de llama. La experiencia dice que los DAI responden de forma casi inmediata a la presencia del incidente, detectando situaciones anteriores al propio fuego. Como ventaja añadida es el soporte visual de la situación, que permite de forma directa al operador validar la alarma. 3.4.2 Infraestructura de seguridad [8]. La necesidad de mejorar la seguridad de los usuarios y de alcanzar un funcionamiento óptimo de las instalaciones ha obligado a considerar otras infraestructuras de seguridad como las que se describen a continuación:

Nichos de seguridad, constituidos por pequeños recintos de longitud doble que su anchura y una altura de 2,50 m. Están equipados con detectores de opacidad, cuadros eléctricos, postes S.O.S. y extintores.

Nichos contra incendios, tienen las mismas dimensiones que los anteriores y están dotados de postes S.O.S., extintores, cuadros eléctricos, analizadores de CO. Están situados frente a los anteriores y la distancia entre ellos será de unos 200 metros.

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Figura 3.18 Nicho de seguridad.

Abrigos (Refugios), son recintos capaces de albergar un número de personas variables

entre 50 y 100, que ofrecen seguridad ante un incidente y constituyen un lugar de espera hasta que puedan ser evacuadas. La distancia entre ellos todavía es motivo de discusión, y aunque hasta ahora oscila entre los 700 y 1000 metros, las nuevas tendencias indican la conveniencia de que ésta sea entre 300 y 500 m que es la distancia a partir de la cual se considera que el penacho de humo comienza a descender debido a su enfriamiento. Su equipamiento es completo con objeto de garantizar una estancia prolongada, disponiendo de altavoces y televisión para la recepción de mensajes. El sistema de ventilación es totalmente independiente del resto del túnel. Hay que señalar el efecto psicológico que supone su utilización, un espacio cerrado en el interior de un macizo rocoso es un freno para su uso, no obstante, colores claros, buena iluminación y una adecuada información es fundamental en el éxito de su función. Las nuevas normativas prescriben, que salvo imposibilidad física, los refugios deberán conectarse con el exterior a través de galerías de evacuación. Estos tres tipos de infraestructuras de seguridad están dotados de puertas cortafuegos que las aíslan al túnel colindante, con interruptores de forma que la apertura de cualquiera de ellas quede señalada en la Sala de Control y un servicio telefónico que las conecta con los Equipos de seguimiento de la explotación. En todos los casos se encuentran presurizadas para impedir la penetración del ambiente existente en el exterior.

Galerías de retorno. Estas infraestructuras tienen una sección transversal igual a la del túnel, su disposición es perpendicular a él y tienen una longitud suficiente para permitir entrar un camión de gran longitud. Su función es permitir el cambio de dirección de los vehículos que se encuentran aguas arriba de un incendio para salir marcha adelante por la misma boca que entraron; los vehículos que se encuentran aguas abajo del incendio salen del túnel sin tener que hacer maniobras.

Apartaderos. Se suelen colocar en la margen derecha de la circulación del túnel. Sus dimensiones suelen ser de unos 3 metros de ancho por 30 m de longitud o más. Permiten hacer las funciones de las galerías de retorno y apartar de la circulación un vehículo averiado en sus proximidades, en estas condiciones tienen ventaja de no tener que señalizar el vehículo parado por lo que no tiene afección a la circulación. Los apartaderos son más intuitivos para

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los usuarios, siendo más fácilmente utilizados en caso de emergencia o en caso de indisposición de algún pasajero.

Galerías de evacuación. Las infraestructuras para la evacuación y protección de los usuarios, así como para el acceso de los equipos de socorro, constituyen un elemento de seguridad. Como ya se ha indicado anteriormente, salvo causa de fuerza mayor, los refugios deberán conectarse con el exterior, bien directamente siempre que ello sea realizable en condiciones razonables (pequeñas coberturas o longitudes en planta cortas) o bien mediante una galería paralela de sección reducida.

Figura 3.19 Galerías de evacuación previstas en el túnel de Somport, lado Español.

Otra posibilidad que se ha puesto en práctica recientemente es conectar los refugios con una de las galerías de ventilación que discurren por el falso techo, a través de la cual accederán los equipos de socorro (bomberos) y guiarán a los usuarios para su evacuación. Para ello deberá proyectarse el sistema de ventilación de forma conveniente de modo que dicha galería no exija su utilización en caso de incendio, aunque sí permita que por ella circule una pequeña corriente de aire fresco.

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Figura 3.20 Sistema de conexión de un refugio con las galerías de ventilación del falso

techo. Túnel de Foix (Francia). En las figuras siguientes sacadas de la Norma 8RABT, se muestra la disposición de galerías de escape y la evolución temporal de los humos.

Figura 3.21 Ejemplos de agrupaciones de salidas de emergencia y/o aspiraciones de

humo para túneles de longitud diferentes y con tránsito inverso.

8 Norma RABT : Norma alemana.

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Figura 3.22 Incendio en un túnel: 2 vehículos livianos, aproximadamente 4 m2 de

superficie de gasolina. Velocidad de la corriente del túnel inferior a 0,5 m/s.

Figura 3.23 Incendio en un túnel: 2 vehículos livianos, aproximadamente 4 m2 de

superficie de gasolina. Velocidad de la corriente del túnel aproximadamente 2 m/s. 3.4.2.1 Equipos complementarios relacionados con la infraestructura. Dentro de este apartado se consideran los equipamientos siguientes: Red de agua contra incendio.

La red de agua contra incendio es importante para alimentar los hidrantes que se colocan en el interior del túnel, esta red está auxiliada por bombas de presión que mantienen está a un nivel adecuado a las características geométricas del trazado en alzado adoptado para el túnel (diferencia de cotas en los puntos singulares del túnel); además se suelen disponer válvulas de seccionamiento que permiten aislar tramos del túnel para operaciones de mantenimiento. Conductos de aire a presión.

Los conductos de aire a presión que provienen de las instalaciones de ventilación y llegan a las infraestructuras de seguridad, permiten mantener a sobrepresión todos los locales del túnel, con objeto de impedir la entrada de polvo procedente de la parte destinada a la circulación de vehículos y mantener los equipamientos allí dispuestos en las mejores condiciones de limpieza y de uso.

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Canaleta para la recuperación de vertidos contaminantes. La canaleta para la recuperación de vertidos contaminantes o de líquidos inflamables es un elemento que se dispone debajo de la acera más baja del túnel; para ello a la sección transversal de la calzada se le dota de un peralte constante en toda su longitud. Esta canaleta puede ser de abertura horizontal o vertical, disponiéndose a todo lo largo del túnel. El conducto está dotado de unos sifones dispuestos cada 50 m, excepcionalmente cada 100 m, para actuar de corta fuegos y evitar los riesgos de explosión en su interior, de forma que cada tramo sea capaz de absorber un volumen de 5 m3 por minutos.

Figura 3.24 Canaleta con abertura vertical y abertura horizontal.

Su disposición puede ser en serie o en paralelo.

Figura 3.25 Disposición de las canaletas en paralelo y en serie.

El primer sistema se usa para túneles cortos en los que el líquido que sale de un sifón vuelve a la canaleta del tramo siguiente y así hasta el exterior, el montaje en paralelo se usa en túneles largos y las salidas de los sifones están conectadas con el colector de recogida. Al final de este conducto, y fuera del túnel, se disponen unos depósitos a los que llega el efluente después de un sifón final, que permiten tratar el vertido antes de su disipación por los cauces naturales. El sistema deberá permitir recuperar como mínimo un volumen total de 200 m3, correspondiente al volumen máximo de 40 m3 transportado por una cisterna más de 160 m3 del agua utilizada para luchar contra el siniestro.

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Figura 3.26 Corte esquemático de los sifones.

Deberá asegurarse una presencia permanente de agua con el fin de que los sifones siempre estén llenos y listos para cumplir su misión. Apartaderos para detección de la temperatura de los vehículos (Control termográfico).

A raíz del incendio del túnel Mont Blanc, en el también túnel alpino francoitaliano de Frejus, se está experimentando la eficacia de controlar si los vehículos pesados que acceden al túnel van sobrecalentados, para así ser detenidos, no dejándoles circular hasta que adquieran su temperatura normal y evitar un posible incendio en el interior del túnel. Para ello es preciso crear una zona de parada o de paso en los accesos al túnel, “puerta térmica”, y mediante un dispositivo informativo, tal y como se muestra en la figura 3.27, para detectar temperaturas. El vehículo atraviesa la puerta térmica y se efectúa un escáner a 360º. Mediante sensores térmicos se obtiene un mapa de la temperatura de todo el vehículo, desde los neumáticos hasta las pastillas de frenado y desde el motor hasta la cabina y bajos. Evidentemente este sistema es difícil de ser implantado si el túnel es libre de peaje ya que entonces no se controla el paso de los vehículos.

Figura 3.27 Esquema de funcionamiento (izquierda) y Equipamiento de control térmico

para 1 vía (derecha).

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Apartaderos para la espera de los vehículos que transportan mercancías peligrosas.

En aquellos túneles en los que se permite el paso de vehículos que transporten mercancías peligrosas, bien de forma libre mediante declaración previa de la mercancía o bien en convoyes bajo escolta, es preciso crear en los accesos al túnel una plataforma que permite la parada de este tipo de vehículos para hacer la declaración y el estacionamiento posterior a la espera de que se forme el convoy de paso, si es que ese fuese el caso. 3.4.3 Ayudas a la evacuación [8]. Se han instalado varios dispositivos para posibilitar el desplazamiento de persona en una atmósfera lleno de humo. Postes de señalización El humo de un incendio puede tapar completamente la iluminación situada en la parte alta de los túneles. En Francia se está estudiando, con el objeto de hacer posible que los usuarios y los bomberos pueden orientarse entre el humo, equipar los túneles con marcadores luminosos constituidos mediante postes permanentemente encendidos de un metro de altura sobre el suelo, situados cada 10 metros y en ambos lados del túnel. La parte luminosa de estos marcadores está formada por LED`s (Diodos Emisores de Luz), una de cuyas ventajas es su muy larga vida. Los viejos marcadores de lámparas de incandescencia necesitan demasiado mantenimiento. Hilo de Ariadna En algunos túneles, para mejorar la señalización del camino hacia las salidas de emergencia, se ha dispuesto un “hilo de Ariadna”, principalmente para los usuarios. Este dispositivo puede tener varias formas:

bien una línea de 20 a 30 cm de anchura pintada en el hastial, una especie de pasamanos sobresaliendo del hastial.

Figura 3.28 Tipos de hilos Ariadna.

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Las especificaciones generales son: que sea verde, situado a una altura de aproximadamente un metro, en el lado del túnel de las salidas de emergencia. En ocasiones el hilo de Ariadna es acompañado por pictogramas de salida de emergencia. Este dispositivo no ha sido recomendado para todos los túneles franceses, sino sólo para los túneles largos y sensibles desde el punto de vista de la seguridad. Guía fija Los bomberos que actúan en una misión peligrosa en una zona llena de humo (como puede ser un incendio en un sótano) están conectados a un punto de referencia por una cuerda de longitud entre 1,25 y 6,00 metros. El objetivo de esta conexión personal es posibilitar el retorno al punto de entrada. Las brigadas de bomberos han pedido ahora que se disponga el mismo tipo de medida de seguridad en los túneles. La solución, conocida como guía fija, consiste en poner un cable de referencia a lo largo de todo el túnel a unos 10 cm de un hastial y alrededor de un metro sobre el suelo. Cada bombero tendrá entonces una cuerda enganchada por un extremo a su cinturón y por el otro al cable mediante un simple mosquetón. Los bomberos se pueden entonces mover a lo largo de todo el cable, suponiendo que éste tenga dispositivo especial de fijación a la pared que permita al mosquetón desplazarse a lo largo de todo él sin problemas. No es posible tener una guía fija continua a lo largo de todo el túnel porque existen apartaderos, pero el cable puede tener codos de 90º. 3.4.4 Vehículos especiales [8]. La normativa en algunos países exige la presencia permanente de un equipo de rescate en cada extremo de los túneles de doble sentido de más de 5.000 metros de longitud, siempre que no tengan un bajo volumen de tránsito ni comunicaciones directas con el exterior. Estos equipos, que tienen vehículos de lucha contra incendios y equipo e instalaciones de rescate para los heridos, pueden intervenir rápidamente desde cualquiera de los dos extremos de un suceso. En estos túneles es necesario un vehículo motorizado (especialmente equipado si hay necesidad) para entrar en la galería de seguridad o los accesos a los refugios y poder evacuar a los heridos, incluso en camillas. Vehículos de intervención. Esta normativa ha originado el desarrollo de vehículos especiales para los túneles. Para algunos túneles se diseñaron en el pasado vehículos de mayor o menor especialización, pero en ningún caso se alcanzaron los niveles de los actualmente en desarrollo. A continuación se describen las características de algunos vehículos.

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Túnel de Mont Blanc El vehículo fue bautizado como el dios romano Jano, representado por dos caras opuestas. Jano era el dios de las puertas, y como ellas tenía dos caras. El túnel de Mont Blanc (un túnel bidireccional de dos carriles de 11.600 metros de longitud) tiene tres vehículos adaptados a la geometría del túnel. Por ello cuentan con dos cabinas de conducción y ruedas direccionales que les permiten giros de 180 grados sin maniobra dentro de la anchura de 7 metros de la calzada del túnel. Puede también avanzar en cualquiera de los sentidos dependiendo de las condiciones ambientales, sin más que decidir cuál es la cabina de conducción mediante un interruptor. La cabina principal la ocupan un conductor y un jefe de equipo, y cuentan con un cañón de agua sobre el techo de la misma, dirigido por una palanca de mando desde el interior. En la otra cabina hay otro conductor por si fuese necesario conducir en el sentido opuesto. Estas personas necesitan equipos de respiración autónoma antes y durante la intervención en el túnel. Durante el viaje están conectados a botellas fijas de aire comprimido, con una autonomía de 4 horas. Estas botellas mantienen también la sobrepresión de las cabinas. La visión necesaria para la conducción con humo la garantiza una cámara térmica situada en cada uno de los extremos del vehículo y un monitor de pantalla plana en cada cabina.

Figura 3.29 Vehículo tipo Jano. Túnel Mont Blanc.

Además del ya mencionado cañón de agua, con un caudal de 1.500 l/min, el vehículo cuenta con una manguera con boquilla, almacenada horizontalmente, con un caudal de 500 l/min. Todo el conjunto está servido por una bomba de 40 bar movida por un motor térmico, que también puede funcionar conectada a un punto de suministro eléctrico. Cañón y manguera cuentan con un depósito de agua de 4.000 litros y un depósito de 500 litros de emulsionante. Puede instalarse un tubo en el motor del vehículo para su suministro de aire desde uno de los difusores de aire fresco del túnel.

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La cabina y las ruedas están protegidas por agua pulverizada. Las ruedas están diseñadas especialmente para soportar temperaturas de hasta 80ºC; el vehículo puede continuar rodando incluso con una rueda pinchada. La parte delantera del vehículo tiene cabrestante y bloques para empujar vehículos. Similar a estos vehículos se ha puesto uno a disposición de los bomberos de la ciudad de Toulon para intervenir en el túnel ubicado en ella de una longitud de 2.969 m. Túnel de Somport En cada boca se encuentra estacionado un vehículo de intervención llamado Titán, especialmente adaptado a las dimensiones del túnel de Somport (túnel bidireccional de un tubo y dos carriles, de 8.608 metros de longitud). Solo tiene una cabina con tres asientos, pero tiene tracción a las cuatro ruedas y cuatro ruedas direccionales. Puede intervenir en la carretera de acceso al túnel, de fuerte pendiente y en ocasiones cubierta de nieve, motivo por el que precisa de tracción a las cuatro ruedas. La dirección en las cuatro ruedas permite cambios de sentido dentro del túnel, que tiene una anchura de rodadura de 9 metros. Para facilitar la conducción se ha dotado de caja de cambios automática. La parte delantera tiene un dispositivo articulado para empujar vehículos.

Figura 3.30 Vehículo tipo CAMIVA T1700. Túnel de Somport.

La conducción en una atmósfera llena de humo se simplifica con una cámara térmica de circuito cerrado que envía imágenes a una pantalla de control en la cabina. La cámara está instalada en una caja especial en la parte anterior del vehículo, que protege del calor. También puede ser fijada en la parte posterior. Con este dispositivo se puede conducir a 50-60 km/h entre el humo. Grandes detectores en la parte anterior y posterior del vehículo dan una idea de las distancias a los obstáculos encontrados. Las ruedas cuentan con un sistema de colapso limitado que permite circular con neumáticos pinchados. La cabina está protegida por un sistema de spray de agua y el parabrisas tiene una película aislante.

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El equipo de extinción de incendios del vehículo incluye depósitos de agua y emulsionante, una bomba, y sendas mangueras de 82 metros en la parte anterior y posterior, montadas sobre carretes eléctricos. El vehículo cuenta con una innovación muy especial que consiste en aire almacenado en diez botellas de 50 litros a 300 bar. Este aire se emplea para mantener la sobrepresión de la cabina, para alimentar las máscaras de los tres sistemas de respiración individuales de los asientos, y sobre todo para alimentar el motor (que es el mayor consumidor). El caudal del aire que alimenta el motor desde esta fuente es gestionado y optimizado por un ordenador que considera el nivel de oxígeno ambiente y la potencia necesaria. En cada boca del túnel se estaciona uno para casos en los que el acceso sea difícil.

Figura 3.31 Bomba urbana ligera para actuar desde las galerías.

Similares a estos vehículos existen en el túnel de Frejus. Vehículos de evacuación. Para el túnel de Frejus se ha desarrollado un vehículo especial de evacuación de la gente que quede en su interior tras un incidente serio. Su propósito es recoger a las personas que no hayan podido alcanzar los refugios que están en el túnel cada 1.500 metros aproximadamente. Es una especie de refugio móvil que puede llevar 10 personas de pie, 10 sentadas y tres bomberos, incluyendo al conductor. Los asientos en forma de banco se han diseñado para poder llevar camillas. Hay estacionado un vehículo de estos en cada boca del túnel.

Figura 3.32 Interior del vehículo de evacuación. Túnel de Frejus.

El vehículo tiene dos cabinas de conducción, una en cada extremo, dado que no puede girar 180 grados dentro del túnel sin maniobrar, debido a su longitud. Su comportamiento es como el de un vehículo ordinario. Las ruedas situadas bajo la cabina son las dirección (cabina principal) mientras que las de la cabina posterior (cabina “esclava”) son las de propulsión.

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Todo en el vehículo cambia automáticamente para adaptarse a las necesidades del código de circulación. El equipo de supervivencia incluye cuarenta botellas de 50 litros de aire a 300 bar. Dieciséis botellas son para crear sobrepresión dentro del vehículo y para alimentar 20 máscaras además de otras tres máscaras de reserva y los tres aparatos individuales de bomberos. Veinticuatro botellas son para alimentar el motor si fuese necesario, de modo que se puedan hacer tres viajes por el túnel para evacuar el vehículo lleno de pasajeros cada vez.

Figura 3.33 Vehículo de evacuación. Túnel de Frejus.

La célula central tiene una puerta corredera en cada lado para cargar gente rápidamente. Los laterales del vehículo están pintados del mismo modo que los hastíales del túnel, por lo que tienen una línea verde como el hilo de Ariadna (ya mencionado) cuyo objeto es mostrar hacia dónde están los refugios y en qué lado del túnel. Flechas y letreros de “salida de emergencia” cada vez mayores llevan a la puerta de acceso del vehículo. Sobre la puerta en sí también hay un letrero “salida de emergencia”. Las ayudas a la conducción (caja de cambios automática, cámara de televisión de circuito cerrado infrarroja, detector de obstáculos, ruedas antipinchazo, etc) y el sistema de suministro de aire al motor son idénticos a los del vehículo de intervención desarrollado para el túnel. El vehículo fue probado en un simulacro, con resultados satisfactorios. En particular se observó que puede albergar hasta 40 personas si fuese preciso. Vehículos para evacuación desde las galerías. Si el túnel es largo y cuenta con galerías de evacuación o emergencia, se necesitan vehículos que puedan evacuar a la gente rápidamente desde ellos. Habitualmente estas personas se refugian (como primera medida), que no pueden dejar excepto si son protegidas por los equipos de rescate. Al contrario que en el túnel de San Gotardo, el túnel de Frejus todavía no tiene una galería de seguridad. La evacuación de las personas refugiadas (separados entre sí desde 1.200 a 1.500 metros) se produce a través de una galería de ventilación de aire fresco situada en el falso techo del túnel. Para llevar a estas personas a lugar seguro existe un vehículo de tracción a las cuatro ruedas con remolque en cada salida de un refugio hacia la galería. En total hay 10,

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ocho en el túnel y uno en cada boca. El vehículo y remolque pueden llevar de 6 a 8 personas y el conductor. Los vehículos de tracción a las cuatro ruedas pueden cambiar de sentido dentro del túnel sin maniobrar, pero para ello se ha de desenganchar el remolque y reengancharlo en el otro sentido. Para ello el remolque cuenta con doble eje direccional. En el caso del túnel de Mont Blanc, las galerías de ventilación están bajo la calzada. Existen conductos de aire fresco hacia la galería de evacuación para la gente de los refugios. En cada boca, junto a la entrada de la galería, se encuentra estacionado un vehículo eléctrico, adaptado a su geometría. Estos vehículos están diseñados para evacuar (además del conductor) tres personas que puedan moverse bien o de movilidad reducida, o una persona herida y en camilla. Como no pueden dar la vuelta en la galería, han de ser dirigidos en ambos sentidos.

Figura 3.34 Vehículos eléctricos bajo galería. Túnel de Mont Blanc.

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CAPÍTULO 4

MARCO REGULATORIO Y NORMATIVO DE LA SEGURIDAD VIAL EN TÚNELES

4.1 NORMATIVA CHILENA La normativa chilena respecto a los túneles, está basada casi por completo en experiencias internacionales (principalmente europea), las cuales que se han adaptado a las necesidades y condiciones de operación de los túneles chilenos. A continuación, se efectúa un breve repaso por los principales aspectos que se incluyen y se incluirán en los marcos normativos nacionales, respecto a la seguridad de la circulación en los túneles chilenos en aspectos de iluminación, evacuación de humos en caso de incendio y dispositivos de seguridad para la evacuación segura de personas desde dentro de los túneles. 4.1.1 Diseño Luminotécnico de Túneles [11]. 4.1.1.1 Problemática Visual en los Túneles. El problema visual fundamental en un túnel es la adaptación del ojo del conductor desde los elevados niveles de iluminación en la zona exterior, a los bajos o nulos en la zona de entrada del túnel. La iluminación deberá permitir visualizar cualquier obstáculo que existe en el interior del túnel, el ojo humano debe percibir el necesario contraste entre el objeto y el retorno o el fondo. Este contraste de luminancias de cualquier objeto depende de sus propiedades reflectantes, de las de la calzada y de las paredes del túnel, del sistema de iluminación y también de las luminancias de los distintos elementos que se interponen entre la retina del usuario y la imagen a percibir. Estas son principalmente las luminancias atmosféricas, las del parabrisas y las de deslumbramiento y se les denomina luminancia de velos. En los brocales se manifiestan estas tres últimas, y sus valores dependen fundamentalmente de la orientación del túnel o de la posición del sol respecto del usuario. Cuando el sol se encuentra frente al conductor, la luminancia atmosférica (Latm) y la luminancia de parabrisas (Lpb) son relativamente elevadas, mientras que luminancia de deslumbramiento (Lv) es muy alta; en caso contrario (cuando el sol ilumina la entrada) estos valores se invierten. El conductor se aproxima al túnel a una cierta velocidad y necesita ver claramente obstáculos o peligros que amenacen la conducción. Además éstos deberán ser percibidos a una distancia al menos igual a la Distancia de Seguridad, definida fundamentalmente por la velocidad de aproximación. Esto significa que el conductor que se aproxima al túnel a una distancia del brocal inferior a la Distancia de Seguridad, debe ser capaz de detectar un peligro dentro del túnel.

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Es evidente que cuanto mayor es la velocidad del vehículo, mayor resulta la distancia desde el brocal del túnel hacia el interior en la que el conductor tiene que ver. Para complicar el escenario del conductor, el nivel de luminancia en la zona exterior del túnel es elevado, pudiendo alcanzar hasta 100.000 lux, y sus ojos están adaptados a este altísimo nivel. Las preguntas clave son: cuál es el nivel en la zona inicial del túnel que hace la entrada del conductor segura, y cuáles son los sucesivos niveles / longitudes de las zonas sucesivas que hacen su tránsito, desde el punto de vista visual, seguro. Nota: Todos los análisis luminotécnico viales a nivel de estudio y evaluación se realizaran en luminancia (cd/m2) debido, a que el fenómeno de adaptación visual es dinámico. En la figura 4.1, se puede observar una sección longitudinal de un túnel largo, con una representación de las distintas zonas. La nomeclatura de los niveles de luminancia de las distintas zonas es la siguiente, donde: L20 = Luminancia de la zona de Acceso Lth = Luminancia de la zona de Umbral Ltr = Luminancia en la zona de Transición Ln = Luminancia en la zona Interior Lex = Luminancia en la zona de Salida

Figura 4.1 Sección longitudinal de un túnel largo.

4.1.1.2 Iluminación Diurna En la aproximación a un túnel de día, la primera dificultad que encontramos es el llamado efecto agujero negro. En él, la entrada se presenta como una mancha oscura en cuyo interior no se puede distinguir nada. Este problema, se presenta cuando se encuentra a una distancia

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considerable del túnel, se debe a que la luminancia ambiental en el exterior es mucho mayor que la de la entrada. Es el fenómeno de la inducción.

Figura 4.2 Efecto del agujero negro.

A medida que se acerca a la entrada, esta va ocupando una mayor porción del campo visual y nuestros ojos se van adaptando progresivamente al nivel de iluminación de su exterior. Pero si la transición es muy rápida comparada con la diferencia entre las luminancias exterior e interior, sufrirá una ceguera momentánea con visión borrosa hasta llegar a un nuevo estado de adaptación visual. Es lo mismo que ocurre cuando, en un día soleado, se entra en un portal oscuro y durante unos instantes no vemos con claridad. Es el fenómeno de la adaptación. Se trata, por lo tanto, de un problema de diferencia de niveles de luminancia entre el exterior (3000-10000 cd/m2) y el interior del túnel (2-10 cd/m2). Se puede pensar que manteniendo esta solución es antieconómica. Lo que se hace en túneles largos, con densidad de tránsito elevada o desde la entrada hasta la zona central. En la salida no hay que preocuparse de esto pues al pasar de niveles bajos a altos esta es muy rápida. Así pues, podemos dividir los túneles en varias zonas según los requerimientos luminosos. 4.1.1.3 Definición de zonas de túneles. Los estudios al respecto indican que en la iluminación de un túnel deben existir cinco zonas las que se definen de la siguiente forma: 1. Zona de Acceso Corresponde a la zona que se encuentra inmediatamente antes del brocal del túnel y de una longitud igual a la distancia necesaria para que el vehículo pueda frenar sin que éste

Luminancia de Cielo

Luminancia L20

80

ingrese al túnel, esta zona esta expuesta a una luminancia de L20, y la longitud de esta zona es equivalente a la distancia de detención segura (DS). Antes de establecer la iluminancia necesaria en la entrada del túnel, se debe determinar el nivel medio de luminancia en la zona de acceso o luminancia externa de adaptación. Esta magnitud se calcula a partir de las luminancias de los elementos del campo visual del observador como puedan ser el cielo, los edificios, las montañas, los árboles, la carretera, etc. y su valor oscila entre 3000 y 10000 cd/m2.

Zona llana y descubierta Zona montañosa Zona edificada

Figura 4.3 Zonas de acceso.

En zonas llanas y descubiertas donde el cielo ocupa la mayor parte del campo visual se puede tomar un valor máximo de 8000 cd/m2. Mientras en las zonas montañosas o edificadas donde cobran mayor importancia las luminancias de los edificios, las montañas, la carretera o los árboles se adopta un valor de 10000 cd/m2.

Tabla 4.1 Zonas de acceso.

REGIÓN TIPO L luminancia Máxima

(cd/m2) I, II, III, IV Desierta 8000

V, VI, VII, IX, X, XI, XII, RM Montañosa o Edificada

10000

Sin embargo, estos valores “orientativos” no excluyen de un cálculo más riguroso de la luminancia de la zona de acceso siguiendo las recomendaciones y normas aplicables. 2. Zona Umbral Es la primera zona al interior del túnel que encuentra el conductor, y su longitud es equivalente a la distancia de detención segura (DS) para ese sector, que no es igual al del acceso. Esta zona es la que permite al conductor que entra al túnel no percibir un cambio violento del nivel de luminancia. La longitud de esta zona depende de la velocidad a la que se desplaza el vehículo. Una forma práctica de reducir la luminancia de la zona umbral es rebajar el límite de velocidad en el túnel y hacer que los vehículos usen sus propias luces. De esta manera se

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facilita el proceso de adaptación y se reduce la distancia de frenado y por tanto la longitud de la zona de umbral. Asimismo, conviene emplear materiales no reflectantes oscuros en calzada y fachadas en la zona aledaña al acceso de modo tal de disminuir la luminosidad reflejada. También es conveniente evitar que la luz directa del sol actúe como fondo de la entrada del túnel. A tal efecto conviene maximizar el tamaño de la entrada, plantar árboles y arbustos que den sombra sobre la calzada, usar “paralúmenes”, etc. En estos últimos casos hay que tener cuidado en regiones frías porque en invierno pueden favorecer la aparición de hielo en la calzada además de otros problemas. Por último, es posible crear una zona iluminada antes de la entrada para favorecer la orientación visual y atraer la mirada del conductor hacia el túnel. 3. Zona de Transición La zona de transición es aquella que permite que el conductor adapte su visión desde la zona umbral hasta la zona interior del túnel. La longitud de esta zona depende de la velocidad a la que se desplaza el vehículo y; en la práctica este debe ser tal que suma de las longitudes de las subzonas de transición sea equivalente a la distancia recorrida en más de 15 segundos. Es también la segunda zona que enfrentará el conductor en el interior del túnel, su característica fundamental es que en ella se produce un gradiente de iluminación de un nivel alto hasta un nivel bajo equivalente al de la zona interior. Su longitud dependerá de lo que indique la curva de adaptación entregada por la CIE (Comisión Internacional en la Iluminación). Como al llegar al final de la zona umbral el nivel de luminancia es todavía demasiado alto, se impone la necesidad de reducirlo hasta los niveles de la zona interior. Para evitar los problemas de adaptación, esta disminución se efectúa de forma gradual según un gradiente de reducción o en su defecto una curva escalonada con relaciones de 3 a 1 entre luminancias. Estas curvas, obtenidas empíricamente, dependen de la velocidad de los vehículos y diferencia entre las luminancias de las zonas umbral e interior. Se deberá tener en cuenta valores de luminancias proyectadas para cada una de las subzonas de adaptación no podrán ser inferiores al valor máximo de esta subzona o en su defecto igual. 4. Zona interior Es la zona de mayor longitud de un túnel largo y corresponde a la zona donde los niveles de iluminación son los más bajos dependiendo del volumen de tránsito. En la sección central de los túneles el nivel de luminancia se mantiene constante en valores bajos que rondan entre 2 y 5 cd/m2 según la velocidad máxima permitida y la densidad de tránsito existente. Es conveniente, además, que las paredes tengan una luminancia por lo menos igual a la de la calzada para mejorar la iluminación en el interior del túnel.

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5. Zona de Salida Corresponderá a los últimos 60 m de túnel y este tendrá una luminancia 5 veces mayor a la luminancia interior del túnel. En la salida, las condiciones de iluminación son menos críticas pues la visión se adapta en menor tiempo al pasar de ambientes oscuros a claros. Los vehículos u otros obstáculos se distinguen con facilidad porque sus siluetas se recortan claramente sobre el fondo luminoso que forma la salida. Esto se acentúa, además, si las paredes tienen una reflectancia elevada. En estas condiciones, la iluminación sirve más como referencia y basta en la mayoría de los casos con unas 20 cd/m2 para obtener buenos resultados. 6. Distancia de Detección Segura (DS) La distancia de detención segura, corresponde a la distancia necesaria para detener un vehículo ante la presencia de un obstáculo y ella dependerá directamente del ángulo de inclinación de la calzada y la velocidad de estos, dicha distancia permite al conductor reaccionar en forma segura, para poder ejercer una acción preventiva y no colisionar el obstáculo. 4.1.1.4 Iluminación Nocturna En ausencia de luz diurna, iluminar un túnel resulta sencillo. Basta con reducir el nivel de luminancia en el interior del túnel hasta el valor de la luminancia de la carretera donde se encuentra o si esta no está iluminada que la relación entre las luminancias interior y exterior no pase de 3 a 1 para evitar problemas de adaptación. En este último caso se recomienda un valor aproximado entre 2 y 5 cd/m2. Hay que tener en cuenta que aunque no se presente el efecto del agujero negro en la entrada sí se puede dar en la salida. Para ello es recomendable iluminar la carretera adyacente a partir de la salida unos 200 m como mínimo para ayudar a la adaptación visual. 1. Equipos de alumbrado Las lámparas utilizadas en los túneles se deben caracterizar por una elevada eficiencia luminosa y larga vida útil como las lámparas de sodio de alta presión. En el caso de las luminarias, estas deben ser robustas, herméticas, resistentes a las agresiones de los gases de escape, humedad ácida, productos de limpieza y mantenciones. Además de ser de fácil instalación, acceso y mantenimiento. Debido a los gases de escape y partículas en suspensión es conveniente una limpieza periódica. Momento que se puede aprovechar para sustituir lámparas falladas. Es conveniente establecer un plan de reposición por grupo.

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La distribución de las luminarias, y dependiendo de su construcción y fotometría, ha de garantizar una excelente uniformidad de la luz sobre la calzada, un buen control de deslumbramiento, y por ende un buen nivel de luminancia y uniformidad. 2. Mantenimiento Para mantener en buenas condiciones el sistema de iluminación del túnel y conservar unos niveles óptimos es necesario realizar una serie de operaciones periódicamente como la sustitución de las lámparas o la limpieza de las luminarias, paredes y calzada. Además de contar con un sistema de ventilación eficaz que evacue los humos, gases de escape y partículas en suspensión que dispersan la luz. Así mismo, para maximizar la iluminación en el interior del túnel conviene que el techo, las paredes y la calzada sean de materiales con alta reflectancia pero sin brillos, fáciles de limpiar y resistentes a las agresiones. 4.1.1.5 Contraste y Niveles de Luminancia La definición del contraste de luminancia “C”:

b

b

LLL

C−

= 0

con: L0 : Luminancia de obstáculo Lb : Luminancia de fondo Si el obstáculo es más oscuro que el fondo, se verá en silueta y el contraste será positivo. El alumbrado de carretera produce generalmente, contrastes negativos.

Figura 4.4 Campo visual del conductor, diferentes posibilidades de contraste de

luminancia. 1. Contraste Umbral y Luminancia El contraste de luminancias necesario para la visión, depende entre cosas del nivel de luminancia del ambiente del obstáculo. Numerosas experiencias han sido realizadas para determinar la incidencia de una luminancia media del revestimiento de la calzada, sobre la percepción visual o contrastes.

84

Figura 4.5 Curva de visibilidad.

2. Deslumbramiento Cuando se dispone de una configuración regular de luminarias sobre una carretera o camino rural, es posible calcular los valores de deslumbramiento “incapacitivo” o incremento de umbral (TI) y deslumbramiento molesto (G) en base a los antecedentes fotométricos de las luminarias, que correspondería a intensidades propias de las luminarias en el ángulo de visión del conductor, I=88º e I=80º (grados). Sin embargo, en muchos casos las configuraciones son irregulares y las direcciones de observación numerosas. EN consecuencia, se debe considerarse otra forma de control del deslumbramiento. Esto se consigue a menudo, estipulando las intensidades máximas que pueden ser emitidas por la luminaria, según ciertos ángulos de observación, en particular 80º a 90º con relación a la vertical. Estas intensidades limitadas son medidas en candelas por cada mil lúmenes (cd/klm). Los límites se aplican habitualmente a luminarias de potencia media o importante, así como a luminarias de pequeña potencia. Es conveniente sin embargo, tener un poco de “destello o brillo” si no, la instalación pudiera parecer débil, incluso si los niveles de luminancia en la calzada son los adecuados. La conformidad se verifica por comparación, tomando como referencia los valores en cuestión en la tabla de intensidad de la luminaria (matriz de intensidad) indicada en las respectivas tablas de intensidades de las fotometrías de las luminarias de fabricante. Incremento de umbral (TI): Porcentaje máximo permitido de pérdida de la percepción visual de un objeto por el deslumbramiento de la fuente luminosa o del entorno, debido a una reducción del contraste de dicho objeto a consecuencia de la luminancia de velo, que es la luz de las fuentes deslumbradoras que se esparce en dirección de la retina provocando que un velo brillante se superponga a la imagen nítida de la escena que se observa.

8,065av

v

LLTI ⋅= Ecuación 1

Donde:

85

210θ

ojov

EL ⋅= Ecuación 2

Donde: TI = Incremento de umbral (%) Lv = Luminancia de velo (cd/m2) Lav = Luminancia media en la calzada (cd/m2) Eojo = Nivel de iluminancia vertical en el ojo (lx) θ = Ángulo del eje de visión con la dirección de la luz incidente de la fuente. Deslumbramiento causado por las luminarias. Pueden calcularse por medio de la ecuación 2. Se estima que la luminancia de velo no debiera exceder de un 10% del promedio de la luminancia media en la superficie de la calzada. Deslumbramiento causado por letreros luminosos. Los letreros ubicados muy cerca de la calzada y emitiendo mucha intensidad “lumínica” pueden causar encandilamiento y disminuir apreciablemente la visibilidad. Se estima que la “luminancia de velo” normal causada por los letreros luminosos no debe exceder de 0,2 cd/m2. En casos en que la abundancia (espaciamiento) e intensidad “lumínica” de los letreros sea evidentemente superior a la normal, se deberá calcular el valor de la luminancia de velo por medio de la ecuación 2. Deslumbramiento producido por el entorno. Cuando la ruta recorre zonas iluminadas, entorno urbano de pueblos, ciudades, etc., es importante considerar la luminancia de esa zona, la cual debe ser compensada en el proyecto; por el contrario, cuando pasa por zonas muy oscuras, es conveniente ajustar los niveles de luminancia de la carretera o camino. La diferencia entre la luminancia del objeto, que se debe ver o tarea visual, y la luminancia del fondo contra el cual el mismo se puede ver, dividida por esta última luminancia, es lo que se denomina “contraste”. A mayor diferencia entre valores mínimos y máximos de diferentes partes de la calzada frente al conductor, menor será la sensibilidad de contraste. Deslumbramiento molesto (G): En una vía con alumbrado artificial este deslumbramiento está dado principalmente por las intensidades luminosas provenientes de las fuentes (luminarias), como de la superficie de la calzada, o de otros parámetros menores, por ejemplo, espaciamiento de luminarias, altura de luminarias o factores de corrección de color. El deslumbramiento molesto se define por medio de una fórmula empírica, con una escala del 1 al 9, donde el índice 1 es un deslumbramiento insoportable y el índice 9 es un deslumbramiento imperceptible. Como primera medida, se evalúan las intensidades de las fuentes bajo un ángulo que va en dirección al conductor.

CPHLFII

IIIG r +−+++−⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+−= log46,1log41,4log97,0log29,1log08,0(log3,1log31,384,13

88

80

2/1

88

8080

86

Ecuación 3 Donde: G = Deslumbramiento molesto, I80 = Intensidad luminosa en un ángulo de 80º con la vertical en el plano C=0º, I88 = Intensidad luminosa en un ángulo de 88º con la vertical en el plano C=0º, F = Área emisora de luz de las luminarias proyectadas bajo un ángulo de 76º, Lr = Luminancia media de la superficie de la calzada, H = Altura entre el plano al nivel de los ojos y el de las luminarias, P = Número de luminarias por kilómetro, C = 0,4 para sodio de baja presión y 0 para otras lámparas. Producto de investigaciones para determinar índices de deslumbramiento aplicables al alumbrado de las vías públicas, se solicitó a un gran número de observadores evaluar el grado de deslumbramiento según la escala de 1 a 9. En carreteras y caminos se aceptará un deslumbramiento molesto G comprendidoentre 5 y 9. La apreciación subjetiva del deslumbramiento, y por tanto los valores correspondientes del deslumbramiento molesto G, se revela en función de ciertas características fotométricas y geométricas de la instalación. La relación empírica puede ser expresada como sigue, en función de los diversos parámetros de la instalación:

),',,,,( 8880 phLFIIfG =

phLFII

IIIG av log46,1'log41,4log97,0log29,1log08,0log3,1log31,384,13

88

80

2/1

88

8080 −+++−⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+−=

FII

IIISLI log29,1log08,0log3,1log31,384,13

88

80

2/1

88

8080 +⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+−=

phLSLIG av log46,1'log41,4log97,0 −++= Ecuación 4

Donde: SLI = Índice específico de luminaria, cuya información está disponible en catálogo de fabricantes de luminarias y que puede ser certificada por un laboratorio de fotometría competente. La fórmula anterior es válida para los siguientes rangos:

87

;4,0007,0;10020

;501

);(20'5);(700050

2

88

80

80

mFp

II

mhcdI

≤≤

≤≤

≤≤

≤≤≤≤

Hilera luminarias: 1 o 2.

Esta fórmula no es válida para luminarias separadas por más de 50 m o por menos de 10 m. 4.1.1.6 Limitación del Deslumbramiento En lo que se refiere a la limitación del deslumbramiento en alumbrado público y túneles, se deben distinguir dos clases de sensaciones de deslumbramiento: el deslumbramiento molesto y el deslumbramiento incapacitivo. El deslumbramiento molesto es expresado por la sensación que genera una instalación de alumbrado público, en condiciones dinámicas de conducción, frente al cual se reduce el confort o comodidad de la conducción. El deslumbramiento molesto es evaluado por el medio que la compone.

Tabla 4.2 Parámetros de deslumbramiento. DESCRIPCIÓN CONSECUENCIA PARAMETRO VALORES INCREMENTO UMBRAL MOLESTO TI < 10 (Valor máximo)

DESLUMBRAMINETO INCAPACITIVO G > 5 (Valor mínimo)

< 9 (Valor máximo) 1. Luminancia de velo (Lv) El efecto de deslumbramiento es asimilado a una luminancia uniforme equivalente, resultante de la difusión de la luz en el ojo que se superpone a la imagen retiniana como un velo.

Figura 4.6 Explicación del deslumbramiento.

88

La visión central (en un ángulo de 1,5º aproximadamente) es asegurada por la fóvea (punto O’), la imagen del punto M está por tanto situada en O’. Pero la luz procedente de un punto F sobre la fóvea. Por otra parte, en F’, la retina refleja aproximadamente el 80% de la luz recibida, de la que una parte es dirigida hacia O’. Estas difusiones y reflexiones parásitas son aditivas. La luminancia de velo L, existe por tanto siempre, pero no es percibido más cuando es suficientemente importante para perturbar la visibilidad. Todo sucede como si, para una luminancia Lb de campo central, se tuviera al nivel de la fóvea, la luminancia Lb + Lv, siendo Lv es el resultado de la acción de todas las fuentes luminosas, situadas en el campo periférico de visión. La luminancia Lv es llamada luminancia de velo o luminancia parásita, debido al deslumbramiento molesto e incapacitivo que esta genera. Siempre esta presente, pero no es percibido mas que cuando es lo suficientemente importante para perturbar la visibilidad. Esta luminancia de velo Lv puede ser numéricamente expresada por:

22 / mcdEgkLv θ

=

con: Eg : Iluminación vertical en lux sobre el ojo del observador, producida por la fuente de deslumbramiento. θ : Angulo en grados, formado por la dirección de observación y la fuente deslumbrante. k : Depende de la edad y, por tanto, más elevada cuanto mayor es la persona y se toma igual a 10 para una edad media de 30 años. Para una instalación completa, la luminancia de velo total se obtiene por la suma de la luminancia de velos individuales de las fuentes perturbadoras:

∑= vv LtotalL Ecuación 5 Variación de la luminancia de velo en función de la separación angular entre la dirección de la fuente luminosa. 2. Deslumbramiento Molesto El deslumbramiento molesto es evaluado por medio del índice de confort G, que se expresa por una escala cifrada, la apreciación subjetiva, llevada sobre el grado de molestia que se experimenta. La correspondencia entre los valores de G (ver punto 4.2.1.5). Las expresiones que aparecen en punto 4.2.1.5 no pretenden en ningún modo, indicar un nivel absoluto de limitación del deslumbramiento a recomendar, se las ha enumerado son embargo aquí, en razón del uso que se ha hecho de ellas en la experimentación. 3. Criterios de calidad Las características fotométricas de la instalación de alumbrado que de importancia predominante para producir buenas condiciones de visibilidad son:

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o El nivel de luminancia de la calzada o La uniformidad de luminancia o Flicker o parpadeo o La limitación del deslumbramiento, causado por la instalación (deslumbramiento molesto e incapacitivo) 4. Coeficiente de revelado de contraste Los sistemas de iluminación adoptados para entregar una solución lumínica a los túneles ya sea simétrico o asimétrico, se determina por un determinado coeficiente de revelado de contraste qc, cuyos valores se incluyen en la siguiente tabla 4.3.

Tabla 4.3 Coeficiente de revelado de contraste.

SISTEMA DE ILUMINACIÓN

COEFICIENTE DE REVELADO DE

CONTRASTE EvLqc =

Simétrico ≤ 0,2 Asimétrico ≥ 0,6

Cabe señalar que: - Para los sistemas de iluminación cuyos valores de revelado de contraste está comprendido entre 0,2 y 0,6 no se deberán aceptar, debido a que en estos casos los elementos u objetos insertos en el campo de visión prácticamente desaparecen. Ver figura 4.5, Curva de visibilidad. - Para efecto de análisis los valores considerados de luminancia (L), como luminancia vertical (Ev), sólo se considera el aporte de la iluminación artificial. 4.1.1.7 Condiciones de tránsito en Calzada 1. Condiciones de tránsito El grado de dificultad de los conductores frente a una tarea visual sobre la calzada, esta generalmente influenciada por la velocidad, volumen y composición del tránsito. Las altas velocidades de diseños de las carreteras y los túneles generan distancias de detención segura de gran longitud, dependiendo de la luminancia de acceso (L20), se establecerá el valor de luminancia de Umbral (Lth) de manera de poder detectar cualquier objeto frente al brocal del túnel. 2. Efecto de inducción La inducción se produce cuando no es posible distinguir un objeto de su entorno, en otras palabras “desaparece” del campo de visión y sólo se puede visualizar el entorno a sus alrededores. De esta forma, aún cuando se persista en el tiempo mirando el campo de visión, no se podrá encontrar el objeto. Esto se debe a que su luminancia del objeto y el campo visual (fondo) es muy baja, por lo que presenta un problema de contrastes de luminancias entre el

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cuerpo que se quiere observar (el objeto) y el resto del campo visual (entorno visual o fondo) en donde el contraste es prácticamente nulo, y no existe notoria diferencia entre la luminancia del campo visual y el objeto (ver numeral 4.2.1.5, Contraste y niveles de luminancia).

(a) (b) (c)

Figura 4.7 Ejemplo de contraste Observe la figura 4.7(a), en ella se ve un cuadro con el número 1 sobre un fondo blanco. Es posible distinguirlo porque el contraste es notorio. La luminancia del objeto número 1 es relevante frente a la luminancia entregada por el campo visual (fondo blanco). En la figura 4.7(b), el cuadro número 1, se encuentra dentro del cuadro número 2, y éste sobre un cuadro de fondo oscuro. El cuadro número 1 no es fácil de distinguir del número 2. Esto dado que el “fondo” número 2 “absorbe” al objeto número 1, y en el sistema de visión sólo se distingue el cuadro número 2 sobre el fondo o entorno oscuro. Algo similar ocurre en la figura 4.7(c), los cuadros número 1 y 2 están sobre un fondo blanco. A simple vista, cuesta distinguir un poco al número 1 porque el contraste entre el número 2 y el fondo blanco predomina sobre el que hay entre los cuadros número 1 y 2. Este mismo fenómeno ocurre en los túneles. Cualquier objeto situado en su interior tiene una luminancia muy baja comparada con la de otros objetos que ocupan el campo (el entorno, como son el cielo, las montañas, la ruta, etc.). Esto implica que a mayor distancia de la entrada de un túnel (el objeto, cuadro número 1), la boca del túnel es pequeña en comparación con el campo visual o entorno, la entrada prácticamente la luminancia del brocal es baja en comparación con la luminancia del entorno, la entrada prácticamente invisible a la visión del conductor que la enfrenta, similar a lo del ejemplo de la figura 4.7(c). Pero a medida que se acerca a la entrada, el umbral del mismo aumenta en tamaño y éste deja de ser un objeto invisible, por tanto al divisar bien la entrada, se puedan diferenciar perfectamente del campo de visión, tal como ocurre en la figura 4.7(b). Esta situación tiene un poco más de complejidad debido a que se está en presencia de dos objetos (o cuadrados) de diferentes tamaños encerrados por un entorno de baja luminancia, donde el cuadrado número 2 se puede asimilar a un camión de gran volumen, y el cuadrado número 1 a un vehículo de pequeñas dimensión, enfrentados a un fondo oscuro (el interior de un túnel), lo más probable es que el sistema visual entregue mayor cantidad de información del vehículo grande y pase inadvertido el vehículo pequeño.

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Por otro lado, lo indicado en el ejemplo de la figura 4.7(c), es lo que ocurrirá al salir de un túnel, en donde la luminancia del entorno aumenta drásticamente contaminando de igual forma los objetos 1 y 2. 3. Efecto de adaptación La adaptación es la capacidad del ojo para ajustarse a los cambios en los niveles de iluminación. No es un proceso inmediato, ya que depende del tiempo de reacción del ojo, que es muy rápido al pasar de ambientes oscuros a luminosos pero apreciablemente más lento en caso contrario. Cuando el cambio es brusco, por ejemplo el flash de una cámara, se produce una ceguera temporal durante la cual no vemos con claridad los objetos a nuestro alrededor. 4. Objeto crítico Un conductor tiene una información visual adecuada cuando puede distinguir en el 75% de los casos un objeto crítico de 20 por 20 cm. con un contraste del 20% sobre el fondo a una distancia de 100 m. 4.1.1.8 Luminancia en la zona de Acceso La luminancia de la zona de acceso L20 es la media contenida en un campo de visión cónico con el vértice en el ojo del conductor, situado a una distancia del túnel igual a DS, y orientado el cono de 20º a un punto situado a una altura de ¼ de la boca del túnel. La determinación de este valor es trascendental para el diseño del túnel. La luminancia en la zona de umbral, a través de una serie de factores, está en relación con este valor a través de un parámetro k (Lth = k L20) que analizaremos más tarde. Se necesita evaluar cuál es el valor L20 máximo que se da con una frecuencia suficiente a lo largo del año. Este valor es dependiente tanto de las condiciones estacionales como de las meteorológicas. Se trata de evaluar dentro del cono de visión de 20º (Figura 4.9), qué porcentaje de cielo, carretera y alrededores hay, para ponderar las distintas luminancias que se les suponen (tabla 4.4) y así llegar a una luminancia media del cono de visión.

Tabla 4.4 Valores de luminancia de cielo, carretera y alrededores (kCd/m2).

Le (alrededores) Dirección de Conducción

Cielo Lc

Carretera Lr

RocasEdificios Nieve Praderas

15 (V)N 8 3 3 8 15 (H)

2

10 (V)E-W 12 4 2 6 15 (H)

2

5 (V) S 16 5 1 4 15 (H)

2

La tabla anterior es válida para DS entre 100 m y 160 m.

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Se visualiza que el diseño de la iluminación de los túneles con acceso por el sur debe considerarse una mayor iluminación en el acceso en razón de que el conductor está mirando al norte que presenta mayor luminosidad que hacia el lado sur. Se puede concluir que el diseñar una boca de un túnel y unos alrededores lo más oscuros posibles, reducen L20 de forma significativa, lo que, como se verá más adelante, es muy aconsejable desde el punto de vista luminotécnico, por las consecuencias en los costos de inversión y explotación.

Figura 4.8 Visión en el cono de 20º.

A modo de ejemplo, utilizando la figura anterior, dentro del cono en forma aproximada se tiene 140º para el camino (39%), 40º de prado (11%), cerros (35%) y cielo (15%). Para el caso de un acceso desde el sur se obtiene la siguiente ponderación:

L20 = 0,39x5 + 0,11x2 + 0,35x1 + 0,15x16 L20 = 4,92 kCd/m2

4.1.1.9 Luminancia en la Zona de Umbral El nivel requerido al comienzo de esta zona es proporcional a L20 a través de un factor k, este factor k de relación entre el nivel en la zona exterior (L20) y el nivel en la zona de umbral (Lth) depende de: a) Sistema de Alumbrado adoptado: Simétrico (Transversal o Axial) y Asimétrico (Contra flujo, Pro flujo). b) Distancia de seguridad (DS). c) Clase de Alumbrado.

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Tabla 4.5 Luminancia de L20, para diferentes tipos de zonas.

Nota:

(1) Este efecto dependerá más de la orientación del túnel - Bajo: Hemisferio Sur: Entrada Norte - Alto: Hemisferio Sur: Entrada Sur - Para entradas de Este a Oeste corresponderá al valor medio entre los valores alto y bajo del túnel escogido. (2) Este efecto dependerá más del deslumbramiento del entorno del túnel - Bajo: reflectancia baja del entorno - Alto: reflectancia alta del entorno (3) Este efecto dependerá más de la orientación del túnel - Bajo: Hemisferio Sur: Entrada Sur - Alto: Hemisferio Sur: Entrada Norte - Para entradas de Este a Oeste corresponderá al valor medio entre los valores alto y bajo del túnel escogido. (4) Para distancia de detención de 60 m alto porcentaje de aporte de cielo de 35%, por lo general muy difícil

encontrar en la práctica. Obtención del factor k

Sistema de Iluminación Simétrico (L/Ev ≤ 0,2)

Sistema de Iluminación Asimétrico (L/Ev≥ 0,6) Distancia de detención

segura (k=Lth /L20 ) (k=Lth /L20 )

60 m 0,05 0,04 100 m 0,06 0,05 160 m 0,1 0,07

Nota: 1. Para sistemas cuya distancia segura (SD) sea mayor a 160 m el valor de k corresponderá al

establecido para 160 m. 2. Si la distancia de detención segura esta en un rango 60 a 100 m o 100 a 160 m, el valor de k

corresponderá al valor que entregue la interpolación de los valores máximo y mínimo de k. 4.1.1.10 Iluminación de túneles según su longitud. En la figura 4.9 se muestran las consideraciones que se deberán tener en cuenta para la iluminación de túneles según la velocidad de diseño y algunas características del entorno:

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Figura 4.9 Iluminación túneles de velocidad superior a 60 km/h

Para iluminar túneles largos y cortos de mediana velocidad se deberá considerar lo siguiente:

Figura 4.10 Iluminación túneles de velocidad inferior a 60 km/h.

4.1.1.11 Sistemas Simétricos Son sistemas en los que las luminarias tienen una distribución de la intensidad luminosa simétrica en relación a un plano perpendicular al eje del túnel (figura 4.11). Se emplea siempre en la zona interior de los túneles y es una de las dos opciones para la iluminación de la zona de entrada. La visión es en contraste positivo, esto es, que los obstáculos se destacan claros sobre el fondo oscuro de la calzada y paredes.

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Figura 4.11 Tipo de distribución simétrica de luminarias.

Tabla 4.6 Tipo de sistema simétrico. Tipo de sistema

simétrico

Máxima Relación

(s/h) Tipo de lámpara Eficiencia Cd/W

q0=0,1

1,5 Fluorescente tipo TL-D, PL-L 2 1,5 Sodio Baja Presión – E 4 Transversal 2 Sodio Alta Presión – T 2,8

3,5 Sodio Baja Presión – E 4,5 3,5 Mercurio 2,4 Axial 4 Sodio Alta Presión – T 3,5 – 4

Se tiene dos tipos de sistemas simétricos; uno con colocación cenital, es decir, luminarias ubicadas en el techo del túnel, y otro con colocación lateral, es decir, luminarias ubicadas en los paramentos laterales del túnel. Si bien en la tabla 4.6 se muestra indicado el uso de luminarias fluorescentes (TL-D) y lámparas de descarga del tipo de sodio alta presión, en la actualidad se prefiere el uso de otro tipo de luminaria en razón de su baja eficiencia.

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Figura 4.12 Sistema Simétrico.

4.1.1.12 Sistemas Asimétricos Son sistemas en los que las luminarias tienen una distribución de la intensidad luminosa asimétrica, dirigida contra el sentido de circulación de los vehículos (figura 4.15). La visión de los obstáculos se produce por contraste negativo. Son siempre sistemas cenitales. Únicamente se utiliza en la zona de entrada de los túneles, debiendo evitarse su utilización en túneles bidireccionales o con posibilidades de ser utilizados como bidireccionales en caso de mantenimiento. Frente a la indudable economía que se obtiene frente a los sistemas simétricos, por el mayor contraste que crean, hay que hacer notar que con este sistema el efecto de agujero negro se suele acentuar, disminuyendo el confort visual. Si hay un porcentaje alto de vehículos pesados o intensidades muy elevadas de tránsito su uso no está tan recomendado; en circunstancias de elevada penetración de luz diurna, tampoco es el sistema apropiado.

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Figura 4.13 Tipo de distribución asimétrica de luminarias.

Tabla 4.7 Aplicación sistema asimétrico de luminarias. Tipo de sistema

Asimétrico

Máxima Relación

(s/h) Tipo de lámpara Eficiencia Cd/W

q0=0,1

Contra flujo 2 – 2,5 Sodio de Alta Presión – T 4,5 Pro Flujo 2 – 2,5 Sodio de Alta Presión - T 4,5

En la imagen siguiente, se muestra un túnel con un sistema de iluminación a contra flujo:

Figura 4.14 Sistema a contra flujo.

4.1.1.13 Distancia de Seguridad (DS). Distancia necesaria para que un conductor de un vehículo que circula a una velocidad determinada, pueda detenerse antes de alcanzar un obstáculo en la calzada desde que lo advierte. Según 9CIE-88 las distancias de seguridad (DS) o de parada aplicadas, tienen las siguientes equivalencias con relación a la velocidad de los vehículos:

9 CIE-88 : “Guide for the lighting of Road Tunnels and Underpasses”

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Figura 4.15 Diagrama para el cálculo de la distancia de detención.

Tabla 4.8 Distancia de seguridad según velocidad para pendiente 0.

Velocidad DS 60 Km/h 55 m 80 km/h 100 m 100 km/h 160 m

Ejemplo, para una condición de pendiente de calzada de -2 (pendiente abajo), su distancia corresponderá a:

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Tabla 4.9 Ejemplo de distancia de seguridad para pendiente de calzada -2. Velocidad DS 60 Km/h 60 m 80 km/h 105 m 100 km/h 170 m

4.1.1.14 Luminancia en la Zona Umbral La luminancia de la zona Umbral (Lth) estará dada, según la metodología elegida, simétrica o asimétrica, la distancia de detención segura (DS) y el correspondiente valor medido o entregado por las tablas de Luminancia en la Zona Umbral anterior , de este modo se establece el valor de la luminancia de la zona de acceso L20 que es la media contenida en un campo de visión cónico con el vértice en el ojo del conductor, situado a una distancia del túnel igual a DS, y orientado el cono de 20º a un punto situado a una altura de 1,5 m desde el brocal del túnel. Como ejemplo, si la luminancia L20 medida es de 4000 Cd/m2, y el sistema de iluminación elegido es simétrico, se tiene:

Tabla 4.10 Ejemplo de cálculo. Sistema de Iluminación Simétrico (L/Ev ≤ 0,2)

Sistema de Iluminación Asimétrico (L/Ev≥ 0,6) Distancia de

detención segura (k=Lth /L20 ) (k=Lth /L20 )

60 m 0,05 0,04 100 m 0,06 0,05 160 m 0,1 0,07

Entonces, la luminancia de la zona umbral corresponderá según tabla 4.10 a: Lth = L20 * k Lth = 4000 * 0,05 = 200 (Cd/m2) Nota: - Para el caso en que la distancia de detención segura, DS, sea distinta a los valores entregados en tabla se deberá interpolar. - Lo mismo ocurrirá con el factor k, según el sistema elegido. - La uniformidad general Uo, de luminancia en la calzada no podrá ser inferior a 50%. - La uniformidad longitudinal de cada carril Ul , de luminancia en la calzada no podrá ser inferior a 70%. 4.1.1.15 Luminancia en la zona de transición La luminancia de transición corresponderá en su primera subzona a un valor equivalente del 40% del valor de la luminancia de umbral, los posteriores gradientes de luminancias de las restantes subzonas no podrá superar una relación 3:1 con la luminancia que la antecede, hasta llegar al valor de la luminancia interior.

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En general los niveles de luminancia en las entradas del túnel son muy superiores a los del interior del túnel, por lo que debe crearse una zona de transición que debe cumplir las prescripciones siguientes: - Se establecerán unos escalones de iluminación decreciente entre el nivel de la entrada y el nivel del interior de forma que superen los valores de la curva de adaptación, que representan las variaciones de las adaptaciones temporales y espaciales. - Las longitudes donde se implantan estos escalones de iluminación estarán comprendidas entre un tercio y la mitad de la “distancia efectiva de parada”. - Los niveles de iluminación de dos escalones sucesivos variarán de 2:1 a 3:1. Nota: La luminancia media de las paredes hasta 2 metros de altura debe ser similar a la de la calzada en ese tramo del túnel. Para el ejemplo la primera subzona de transición debe partir con un valor mínimo de: Ltr1 = 200 * 40% = 80 (Cd/m2), (luminancia subzona transición 1) Ltr2 = 80 / 3 = 27 (Cd/m2) , (luminancia subzona transición 2) Ltr3 = 27 / 3 = 9 (Cd/m2) , (luminancia subzona transición 3) Ltr4 = 9 / 3 = 3 (Cd/m2) , (luminancia subzona transición 4) Nota: La uniformidad general Uo, de luminancia en la calzada no podrá ser inferior a 50%. La uniformidad longitudinal Ul, de luminancia en la calzada no podrá ser inferior a 70%.

Figura 4.16 Curva de Adaptación.

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Como se ve en la figura 4.16, obtenida a partir de pruebas experimentales, el largo de la zona de transición depende de la velocidad del vehículo de modo de permitir la adaptación del ojo a las nuevas condiciones. Una aproximación matemática de la curva empírica anterior es:

Ltr = Lth (1,9 + t)-1,428 Siendo t el tiempo en segundos. 4.1.1.16 Alumbrado en la Zona Interior Cuando el conductor llega a la zona interior, sus ojos se han adaptado desde los altos niveles de la zona exterior inmediata al túnel hasta los bajos niveles interiores de una forma segura. Los siguientes son los valores de luminancia en el interior, considerando volumen de tránsito y distancia de detención segura (DS) como parámetros relevantes:

Tabla 4.11 Luminancia promedio zona interior. Luminancia promedio zona interior Cd/m2 (Lint) Flujo de tránsito

Distancia de detención

segura (DS)

Bajo < 100 vehículos/h

Medio > 100 vehículos/h

< 1000 vehículos/h

Alto > 1000 vehículos/h

160 m 5 10 15 100 m 2 4 6 60 m 1 2 3 Para el ejemplo si el flujo vehicular es de 500 vehículos/h, entonces el valor de luminancia interior es de: Distancia de detención segura (DS) = 60 m, y para un flujo vehicular medio Lint = 2 (Cd/m2). Nota: - La Uniformidad general U0, de luminancia en la calzada no podrá ser inferior a 40%. - La Uniformidad longitudinal de cada carril Ul, de luminancia en la calzada no podrá ser inferior a 60%. 4.1.1.17 Alumbrado en la Zona de Salida El problema que se plantea en la salida del túnel no es un problema de adaptación a los niveles exteriores; el pasar de una luminancia interior baja a una exterior elevada no plantea problemas de adaptación para el ojo, debido a que la adaptación de un nivel inferior de luminancia a otro superior es más fácil y bastante más rápida que la inversa.

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El problema es la entrada de luz diurna por brocal de salida. Se debe reforzar ligeramente la luminancia para que la salida al exterior no sea muy brusca, iluminando directamente los vehículos de manera que los más pequeños resulten visibles, no apareciendo ocultos detrás de los vehículos grandes, debido al deslumbramiento de la luz diurna entrante. Si el túnel es bidireccional, el efecto anterior no se aplica y los dos brocales se convierten en entrada. En los túneles largos unidireccionales, la luminancia en la zona de salida Lex deberá aumentar linealmente a lo largo de una distancia como mínimo igual a DS, a partir de la zona del interior (Lex = Lin) hasta un nivel 5 veces superior al de la zona del interior (Lex = 5 Lin) de 20 m a 60 m antes de llegar a la boca de salida del túnel y se estabiliza en ese valor hasta la salida. 4.1.1.18 Alumbrado Nocturno Durante la noche se deberá iluminar todo el interior del túnel con valor mínimo de 2 Cd/m2. Salvo las excepciones que se indican a continuación: a)Si el túnel está en una carretera iluminada se recomienda dotar al túnel de un nivel entre 1,5 y 2 veces el exterior. b)Si la carretera no está iluminada, se recomienda iluminar la zona exterior inmediata a la salida del túnel en una longitud igual 2 veces la DS con un mínimo de 200 m, y un nivel mínimo de 1/3 el valor de nivel de luminancia existente en la zona de salida del túnel. Nota: - La uniformidad general U0, de luminancia en la calzada no podrá ser inferior a 40%. - La uniformidad longitudinal de cada carril Ul, de luminancia en la calzada no podrá ser inferior a 60%.

Tabla 4.12 Curva de solución teórica.

Zona o Subzonas Luminancia Cd/m2 Umbral 200 Transición 1 80 Transición 2 27 Transición 3 9 Transición 4 3 Interior 2 Salida 10

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Figura 4.17 Curva de solución teórica.

Una solución teórica establecerá, las bases para encontrar la solución definitiva, siempre se debe tener presente que la solución óptima nunca estará bajo la curva CIE. La cantidad de subzona a generar para los distintos escalonamientos quedarán en función del diseño adoptado, como en el ejemplo la zona de umbral se puede presentar como una zona de 60 m de longitud o 2 subzonas que la suma de las longitudes sea 60 m.

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Figura 4.18 Comparación de curvas escalonadas de adaptación.

Como se aprecia, la solución 1 está sobre la curva de adaptación CIE en todo momento y cumple con los valores predeterminados de la solución teórica, por tanto, cumple con la normativa. Sin embargo, la solución 2 está bajo la curva de adaptación CIE en todo momento y no cumple con los valores pre determinados de la solución teórica, por tanto, no cumple con la normativa. Como conclusión, para que una curva de escalonamiento entregada como solución cumpla, ésta debe cumplir en su totalidad y no parcialmente. 4.1.1.19 Estados de Iluminación de un túnel Los estados de iluminación se definirán según los valores de luminancia de la zona de acceso L20 y estos deberán ser registrados por elementos censores, como Luminanciómetro, fotoelementos o luxómetros.

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La parametrización de los valores de luminancia de acceso, para los diferentes estados es la siguiente:

Tabla 4.13 Rango de operación de la luminancia de la zona de acceso. ESTADO Rango de operación de la luminancia de la zona de acceso (Cd/m2) Soleado 10000 > x > L20/2 Nublado L20/2 > x > L20/4 Claro L20/4 > x > L20/8 Noche L20/8 > x Emergencia Se dejará canal de comunicación y alarma para este estado

El valor de L20 que aparece en la tabla 4.13 corresponde al valor medido o calculado para el túnel. Si se analiza el ejemplo, el L20 = 4000 Cd/m2, implica lo siguiente:

Tabla 4.14 Rango de operación de la luminancia de la zona de acceso. ESTADO Rango de operación de la luminancia de la zona de acceso (Cd/m2) Soleado 10000 > x > 2000 Nublado 2000 > x > 1000 Claro 1000 > x > 500 Noche 500 > x Emergencia Se dejará canal de comunicación y alarma para este estado 1. Luminancia de zona o subzona para cada estado de iluminación de un túnel. La luminancia las distintas zonas y subzonas estarán entregada según lo indicado por el valor de la luminancia que le corresponda al umbral Lth.

Tabla 4.15 Estados de iluminación de un túnel.

ESTADO Rango de operación de la luminancia de la zona de

acceso (Cd/m2) Luminancia de

umbral Lth (Cd/m2) Soleado 10000 > x > L20/2 Lth

Nublado L20/2 > x > L20/4 Lth/2 Claro L20/4 > x > L20/8 Lth/4

Noche L20/8 > x Lnocturna (ver

4.2.1.18) Emergencia 10000 > x > L20/2 Lemerg= 0,5 cd/m2 Una vez obtenido el valor de la luminancia de umbral para cada estado, se procede al análisis de cada uno de los estados con sus zonas respectivas por separado. Una forma práctica es visualizar este razonamiento en el siguiente ejemplo:

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Tabla 4.16 Ejemplo de estados de iluminación de un túnel.

ESTADO Rango de operación de la luminancia de la zona de

acceso (Cd/m2) Luminancia de

umbral Lth (Cd/m2) Soleado 10000 > x > 2000 200 Nublado 2000 > x > 1000 100 Claro 1000 > x > 500 50 Noche 500 > x 2

Emergencia Se dejará canal de comunicación y alarma para este

estado 0,5

Si éstos se presentan por zonas o subzonas, los resultados son los siguientes:

Tabla 4.17 Zonas y subzonas de luminancia. Luminancia cd/m2 Zona o Subzona

Soleado Nublado Claro Noche EmergenciaUmbral 200 100 50 2 0,5

Transición 1 80 40 20 2 0,5 Transición 2 27 14 14 2 0,5 Transición 3 9 9 3 2 0,5 Transición 4 3 3 3 2 0,5

Interior 2 2 2 2 0,5 Salida 10 10 10 2 0,5

2. Control del sistema de alumbrado La solución proyectada para iluminar un túnel, debe prever las condiciones de alumbrado para los diferentes estados de iluminación interior a fin de mantener la seguridad vial, por lo que se debe tener presente lo siguiente: a) se incorporará en el proyecto de iluminación, el proyecto eléctrico, en el cual se indique con claridad la distribución de los equipos y encendidos, para cada uno de los estados de iluminación del túnel, de forma de asegurar el correcto funcionamiento de las instalaciones. Se debe tener presente que el sistema de iluminación funciona con lámparas de descarga, y que si estas sufren alguna alteración brusca en su tensión de arco estas se apagan y todo el sistema se vuelve inestable. b) Se incorporará en el proyecto de iluminación, el proyecto control, en el cual se indique con claridad la filosofía de control asociada a la solución lumínica, de forma de prever los tiempos de acoplamiento que requieren para cambiar de un estado a otro, para mantener las condiciones de diseño y seguridad. c) En el proyecto final se entregará un diagrama, que contemple parámetros de iluminación, control, eléctricos y transferencia de energía para los distintos estados de iluminación.

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4.1.1.20 Deslumbramiento El deslumbramiento reduce la visibilidad. En la instalación de alumbrado se tiene que limitar el deslumbramiento producido por la fuente de luz sobre el ojo del conductor. Este deslumbramiento se materializa como una iluminación del ojo directa desde la fuente de luz. Además esta iluminación del ojo, produce un velo en el ojo que perturba la visión. Existe un concepto denominado Incremento de Umbral, que en porcentaje mide lo que habría que elevar el nivel de luminancia para contrarrestar el efecto de deslumbramiento directo producido por los aparatos de alumbrado. Dado que el deslumbramiento reduce la visibilidad es extremadamente importante minimizarlo en el alumbrado de túneles. El deslumbramiento perturbador, definido como el incremento de umbral de contraste (TI) necesario para ver un obstáculo cuando hay deslumbramiento queda dado conforme las siguientes expresiones:

TI = 65 8.0prom

velo

LL en % para 0,05 ≤ Lm ≤ 5 Cd/m2

TI = 95 5.1prom

velo

LL en % para Lm > 5 Cd/m2

Donde: TI : Incremento de umbral correspondiente al deslumbramiento perturbador. Lvelo : Luminancia de velo total en Cd/m2. Lprom : Luminancia media de la calzada más el producido por las paredes del túnel en Cd/m2. El incremento de umbral durante el día debe ser menor del 15% para las zonas de umbral, de transición y zona de exterior, y para todas las zonas durante la noche. Para la zona de salida durante el día no existe limitación en el deslumbramiento perturbador. 4.1.1.21 Optimización de resultados mediante variación en la definición de los elementos constructivos. 1. Luminancia en la zona de acceso L20 Es posible actuar sobre este dato, adoptando soluciones constructivas que bajen todo lo posible la luminancia de esta zona: - Calzadas lo más oscuras posible hasta la entrada. - Reducción del porcentaje de cielo visible. - Diseño de portales con baja reflexión. 2. Disminución de la relación k entre Lth y L20 - Considerar la posibilidad de sistemas de alumbrado a contra flujo cuando sea posible. - Potenciar los aspectos que contribuye a un buen guiado visual (factor ponderal sobre la clase del túnel).

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- Reducción de la velocidad de diseño, siempre que sea realista hacerlo y no puro voluntarismo, siendo recomendado no exceder de 80 km/h. 3. Emplear pavimentos en el interior del túnel con buenas características reflectantes Este factor es básico. Si en vez de utilizar en el túnel ejemplo un pavimento tipo 10R3, se emplea un tipo 11R1 entonces el número de aparatos orientativos y potencia instalada, po ende la energía se reducirán en forma apreciables. 4.1.1.22 Efecto de Parpadeo (FLICKER) Cuando las fuentes luminosas están montadas en hileras discontinuas pueden producir parpadeo en los ojos del conductor. El parpadeo lo produce la luz emitida por las mismas luminarias y por sus reflexiones en superficies brillantes, como es la capota del propio automóvil o la parte trasera del vehículo precedente. El grado de molestia depende de la frecuencia de parpadeo o el número de parpadeos por segundo.

Figura 4.19 Espaciamiento de luminarias.

Las separaciones entre las luminarias no deben ubicarse entre las curvas que se muestran en el gráfico anterior para evitar el parpadeo molesto en un túnel, con frecuencia inferiores a 2,5 pps (parpadeos por segundo) o superiores a 15 pps.

10 Según CIE (Comité Internacional de Iluminación) 30.2, un pavimento tipo R3 puede ser alguno de los siguientes: - Mezcla asfáltica con áridos de tamaños inferiores a 10 mm, pero de textura áspera. - Superficies tratadas con textura basta, pero pulimentadas. 11 Según CIE (Comité Internacional de Iluminación) 30.2: - Superficie asfálticas con al menos un 15% de abrillantador artificial, o al menos 30% de anorsitas muy brillantes. - Superficies de hormigón.

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4.1.1.23 Alumbrado de Emergencia Para el caso de falla en la alimentación eléctrica al sistema de alumbrado diurno o nocturno, se requiere un sistema de alumbrado de emergencia que garantice que una parte del alumbrado permanecerá en funciones. El alumbrado de emergencia, según definición de la norma 12NCh 4 ELEC 2003 Art. 4.1.6, se instalará a lo largo de todo el túnel desde la entrada a la salida, con un nivel de luminancia como mínimo del 10% de la luminancia de la zona interior del túnel según clasificación del túnel o de 0,2 Cd/m2, según cual resulte mayor. En este caso se usa Lemerg = 0,5 Cd/m2 para las horas de día y Lemerg ≥ 0,33 Cd/m2 para las horas de noche. 4.1.1.24 Alumbrado de escape o de guiado de emergencia en caso de incendio Para túneles de más de 125 m de longitud, se requiere de la instalación de un sistema de alumbrado de seguridad (definición según la norma NCh 4 ELEC 2003 Art. 4.1.6.1), para guía de emergencia en caso de incendio u otra causa de evacuación. La altura de estas luminarias debe ser aproximada a 0,5 m por encima de la superficie de la calzada, sirviendo de balizado para permitir la salida segura desde el túnel siniestro. Las luminarias utilizadas deben ser antillama. Definiciones 12 NCH 4 ELEC 2003 4.1.6.- ALUMBRADO DE EMERGENCIA: Término genérico aplicado a sistemas de iluminación destinados a ser usados en caso de falla de la iluminación normal. Su objetivo básico es permitir la evacuación segura de lugares en que transiten, permanezcan o trabajen personas y por ello se dividen en los tipos siguientes, según las condiciones de aplicación: 4.1.6.1.- Alumbrado de seguridad: Parte del alumbrado de emergencia destinado a garantizar la seguridad de las personas que evacúan una zona determinada o que deben concluir alguna tarea que no es posible abandonar en ciertas condiciones. 4.1.6.2.- Alumbrado ambiental: (Denominado también antipánico) Alumbrado destinado a evitar que se produzcan situaciones de pánico en personas o grupos de personas permitiéndoles identificar su entorno y alcanzar con facilidad las vías de evacuación. 4.1.6.3.- Alumbrado de zonas de trabajo riesgoso: Alumbrado destinado a permitir la ejecución de los procedimientos de detención o control de estos trabajos, garantizando la seguridad de las personas que los desarrollan o que se encuentran en la zona. 4.1.6.4.- Alumbrado de reemplazo: Alumbrado de seguridad destinado a permitir el desarrollo de las actividades normales de una zona sin provocar mayores alteraciones. 4.1.6.5.- Salidas de seguridad (escapes): Salida destinada a ser usada en casos de urgencia. 4.1.6.6.- Señal de seguridad: Señales que mediante una combinación de formas geométricas y colores, entregan una indicación general relacionada con la seguridad y que a través de símbolos o textos muestran un mensaje particular relativo a una condición de seguridad. 4.1.6.7.- Vías de evacuación: Camino a seguir en caso de una evacuación de urgencia.

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4.1.2 Plan Maestro de Mantenimiento [14]. La experiencia indica que para que un túnel se mantenga operativo continuamente en las condiciones de seguridad y comodidad del proyecto original, la supervisión y el mantenimiento debe ser ejercida por un equipo entrenado de profesionales, apoyados con los medios y elementos adecuados. La gestión debe tener por objetivo mantener la obra operable en todo momento y al menor costo posible, para lo cual debe preparase un documento, denominado Plan Maestro de Mantenimiento Anual, que muestre las actividades que deben desarrollarse en forma secuencial para el mantenimiento de los equipos, instalaciones e inmuebles que conforman el sistema de apoyo al túnel, de manera de asegurar su buen funcionamiento. El Plan debe determinar las operaciones por realizar para cada actividad y que fundamentalmente se refieren a labores de mantenimiento, tanto del tipo preventivas como correctivas o predictivas. Las labores de mantenimiento del tipo preventivo son aquéllas que tienen como objeto verificar el estado en que se encuentran los elementos por mantener. Consisten, básicamente, en una inspección visual complementada con limpiezas y verificaciones sobre el funcionamiento, revisiones periódicas y superación de los pequeños defectos que se detecten. Toda actividad de mantenimiento preventivo debe tener una pauta homologa, que indique al menos: el procedimiento de seguridad para actuar, los repuestos y herramientas necesarias, el procedimiento operacional y la cuadrilla de trabajo requerida. Las labores de mantenimiento del tipo correctivo corresponden a fallas o defectos no superados por las acciones de mantenimiento preventivo, y a la reparación de fallas impredecibles e inesperadas. Las labores de mantenimiento del tipo predictivo son intervenciones definidas y precisadas a partir de estudios y análisis de las estadísticas del comportamiento de un determinado equipo o elemento, el que se coordina con los resultados y predicciones que arrojan las estadísticas de operación del túnel. Normalmente el Plan Maestro de Mantenimiento Anual precisa las acciones por desarrollar en cada uno de los siguientes elementos y equipamiento: Obras Civiles - Pavimentos - Pasillo peatonal - Drenaje - Impermeabilizaciones - Elementos de sostenimiento - Revestimientos funcionales - Demarcaciones y señalizaciones Equipos e Instalaciones - Abastecimiento de energía - Iluminación

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- Ventilación - Alarmas y extinción de Incendios - Circuito cerrado de televisión - Comunicaciones - Centro de control Pavimentos En general, con el propósito de minimizar el mantenimiento y lograr mejores condiciones de luminosidad, es recomendable construir pavimentos de hormigón al interior de los túneles. La conservación de estos pavimentos no difiere de los requerimientos de los pavimentos de este tipo localizados en el exterior, de modo que las operaciones de conservación son también las mismas. Sin embargo, en consideración a que normalmente las interferencias que provocan las labores de mantenimiento mayores son más peligrosas en el interior de un túnel que en el exterior, se debe siempre considerar la opción de reparar el pavimento de hormigón utilizando la técnica definida para la puesta en servicio acelerada. Por otra parte, por las peculiaridades propias de los túneles, deben considerarse ciertas labores de mantenimiento de manera ligeramente diferente que en el exterior. En relación al pavimento se recomienda programar las siguientes labores de mantenimiento rutinario: - En los túneles los pavimentos no perciben las precipitaciones que de alguna manera los limpian, por lo que fácilmente acumulan suciedades que obligan a un lavado y barrido mecánico con cierta regularidad. - El encuentro entre la carpeta de rodado con la solera acumula basuras, las que deben ser barridas y aspiradas con la misma frecuencia con que se limpia el pavimento. - Con el propósito que el polvo y la suciedad acumulada no se levante al paso de los vehículos, se recomienda barrer y lavar el pavimento cada 30.000 vehículos, con un mínimo de una vez al mes. - También las irregularidades superficiales del pavimento deben controlarse de manera que se recomienda medir el IRI una vez por año para llevar una estadística del deterioro del pavimento a fin de resolver las acciones por tomar. 4.1.2.1 Pasillo Peatonal Es una vía de escape peatonal en casos de accidentes y, por lo tanto, su superficie debe encontrarse siempre libre de basuras y obstrucciones que eventualmente suelen presentarse en los drenajes mal mantenidos o en las losetas prefabricadas mal montadas. Los trabajos de mantenimiento de los pasillos no difieren de lo que se requiere para una obra similar localizada en el exterior, salvo que deben barrerse y aspirarse con regularidad. Se recomienda un barrido y aspirado de pasillo cada 60.000 vehículos, pero como mínimo una vez al mes.

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4.1.2.2 Drenajes Especial atención deben recibir las canaletas longitudinales a los pies de los hastíales y sus cámaras de decantación; deben siempre encontrarse limpias y en buen estado para evitar que las aguas alcancen la calzada o se infiltren en la base. Deben mantenerse limpios los desagües de la cuneta a las canaletas longitudinales, para evitar charcos de agua en el pavimento. El programa de mantenimiento debe considerarse las propiedades del agua, de manera que es aconsejable hacer un análisis anual de agresividad de las aguas infiltradas para establecer las posibilidades que induzcan deterioros en los hormigones. Se recomienda programar la limpieza y mantenimiento del drenaje superficial con una frecuencia semestral. 4.1.2.3 Impermeabilizaciones Las impermeabilizaciones se refieren a los elementos colocados en algunos túneles, que consisten en láminas montadas cubriendo la superficie de la bóveda con el propósito de captar las aguas infiltradas y conducirlas hacia las canaletas localizadas al pie de los hastíales, y evitar así que caigan sobre los vehículos de usuarios. En consideración a que las membranas o láminas colocadas en o cerca de los portales quedan expuestas a luz solar, y al daño que eventualmente le pueden ocasionar vehículos con cargas más altas que las permitidas, se recomienda una inspección mensual de estos elementos. Por su parte las membranas localizadas desde los 100 m del umbral de los portales, así como los anclajes a la bóveda a todo lo largo del sistema, deben inspeccionarse semestralmente. 4.1.2.4 Elementos de Sostenimiento Los túneles que cuentan con un refuerzo de la bóveda y sus hastíales por medio de capas de hormigón proyectado reforzado (shotcret) deben inspeccionarse en busca de grietas, sopladuras, entre capas o bolsones de agua, que en determinadas condiciones pudieran llegar a desprender trozos del sostenimiento sobre los usuarios. En la misma inspección debe comprobarse si los pernos de roca a la vista están colaborando al sostenimiento. En los túneles en que el revestimiento de la bóveda y muros es hormigón moldeado, durante las inspecciones periódicas deben marcarse claramente (de preferencia con yeso) las fisuras, identificarlas y fotografiarlas con el fin de hacerles un seguimiento semestral. En caso de que las grietas se agranden o crezcan la cantidad debe solicitarse el apoyo de un profesional especialista.

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Salvo que se den algunas de las condiciones excepcionales señaladas más arriba, se recomienda que este tipo de inspecciones se realice con una periodicidad semestral. 4.1.2.5 Revestimientos Funcionales Este tipo de revestimiento, que habitualmente tiene exigencias de tipo arquitectónico, alcanza normalmente una altura de 2.50 m y se extiende a lo largo de los muros de hormigón que aseguran la estabilidad definitiva de la roca, su principal objetivo es colaborar con una mejor luminosidad en el túnel y, por lo tanto, resulta indispensable que se encuentre permanentemente limpio. Por consideraciones relativas a la seguridad del personal de mantenimiento y de los usuarios, es conveniente que el lavado de estos elementos se ejecute por medios mecánicos, utilizando una solución de agua con detergente que se lanza mediante chorros a presión, seguido de un escobillado mecánico. Antes de lavar, no debe olvidarse proteger los elementos de toma de muestra de aire, pues si no se procede así será necesario cambiar sus filtros después de cada lavado. Se recomienda lavar los revestimientos con una periodicidad mínima cada 60.000 vehículos y como máximo cada tres meses. Un papel similar al revestimiento recién descrito cumple el cielo del túnel (bóveda o losa); se recomienda lavar este elemento con una periodicidad mínima cada 2.000.000 de vehículos o una vez al año. 4.1.2.6 Demarcaciones y Señalizaciones La demarcación horizontal y la señalización vertical permanentemente deben ajustarse a lo dispuesto en los correspondientes instructivos, normas de señalización y seguridad vial vigentes de la Dirección de Vialidad. Para esta actividad se deben utilizar las mismas técnicas, criterios y normativa que se aplican en el exterior. Debe tenerse en consideración, sin embargo, que en los túneles la demarcación horizontal es una necesidad imperiosa y muy importante para la seguridad, y que ésta experimenta un desgaste bastante mayor debido a que los vehículos tienden a alejarse de los muros de la bóveda pisando la demarcación central; además el ambiente en el interior es mucho más agresivo que en el exterior. Para asegurar que la demarcación horizontal se encuentre siempre en buen estado, se recomienda considerar un mantenimiento periódico integral de tres veces por año. En esta actividad debe programarse el cambio de las tachas reflectantes que se encuentren en mal estado, la remoción de la pintura deficiente mediante un equipo de desbaste de pintura, y la aplicación de nuevas demarcaciones, de preferencia con pintura termoplástico que necesita un mantenimiento cada 18 meses. Este tipo de pintura tiene una vida útil mayor que las otras, lo que evita riesgos y molestias a los usuarios. Se estima que bajo las condiciones que imperan

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dentro de un túnel, la pintura vinílica tiene un periodo de vida útil no mayor que unos cinco meses. En cualquier caso, todas las demarcaciones deben ser lavadas cada 30.000 vehículos o como mínimo una vez al mes. 4.1.2.7 Abastecimiento de Energía El equipamiento típico para abastecer de energía un túnel está integrado por los siguientes elementos y equipos: - Subestación de distribución - Tablero general - Centro de control de motores - Energía ininterrumpida - Red de puesta a tierra - Tablero de distribución - Grupos electrógenos - Bancos de condensadores Los equipos de alta tensión deben ser inspeccionados y mantenidos por el personal autorizado por los organismos reguladores del estado; su mantenimiento preventivo debe ser anual. Los equipos de baja tensión deben ser mantenidos por personal técnico, con cursos aprobados de seguridad referentes a riesgos eléctricos; su mantenimiento preventivo debe ser anual. Los equipos de energía ininterrumpida son los que entregan energía a elementos vitales del túnel, en el lapso entre el corte de la red y el ingreso de la energía estable proveniente de los grupos electrógenos; su mantenimiento preventivo debe ser mensual. Los motores de los grupos electrógenos deben mantenerse permanentemente calefaccionados, y los estanques de combustibles deben estar dispuestos para que los equipos entreguen energía por 36 horas continuas. El mantenimiento preventivo de estos equipos debe realizarse quincenalmente. La red de tierra debe ser mantenida en forma preventiva una vez al año; deben llevarse registros de las condiciones y anomalías detectadas, los que deben compararse con los anotados los años precedentes. 4.1.2.8 Iluminación Debe tenerse siempre presente que mantener la iluminación en forma adecuada es de la mayor importancia para la seguridad de los usuarios; ello implica que el sistema debe permanentemente proveer las condiciones para que se satisfagan los siguientes requerimientos:

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- Que los usuarios puedan conducir con seguridad y observar un obstáculo crítico (20 x 20 cm), a la distancia de frenado correspondiente a la velocidad de diseño. - Que en caso de accidente los pasajeros pueden escapar por un túnel iluminado. - Que las cuadrillas de rescate puedan ingresar por un túnel iluminado y hacer sus labores con seguridad. - Que las cuadrillas de rescate puedan escapar ante un peligro grave. En consideración a lo señalado, se recomienda inspeccionar para verificar el estado en que se encuentra la iluminación y procede de acuerdo a lo siguiente: - Inspeccionar semanalmente y durante el día, para proceder a cambiar de inmediato cualquier lámpara que se encuentre apagada. En esa misma ocasión se medirán las luminancias de las distintas zonas, las que no deberán ser inferiores a un 90% de las luminancias de diseño. Esto debe hacerse en ambos sentidos del túnel si es bidireccional. - Semestralmente, en faenas nocturnas programadas, se debe limpiar el reflector, la lámpara y el difusor de cada luminaria, en caso que las inspecciones indicadas en el párrafo anterior no hayan obligado a realizarlas con antelación. - Anualmente se debe realizar un mantenimiento preventivo de los soportes, bandejas y carcazas de las luminarias; especial atención debe darse a los sellos de estanqueidad. - Las lámparas guías o de escape, que son las que funcionan a batería o energía ininterrumpida, deben inspeccionarse funcionalmente. 4.1.2.9 Ventilación El sistema de ventilación debe en todo momento mantener una atmósfera segura al interior del túnel, para lo cual es necesario que los ventiladores reaccionen a los antecedentes que les proporcionen los correspondientes analizadores ambientales. Habitualmente los sistemas para analizar las condiciones del ambiente al interior están conformados por el siguiente instrumental: - Anemómetros al interior del túnel - Anemómetro al exterior del túnel - Termómetro para el aire de inyección - Termómetros ambientales del túnel - Analizadores de CO - Analizadores de CO2 - Opacímetros La calidad del aire que finalmente respiren los usuarios y personal del túnel depende de la calidad y confiabilidad de los antecedentes que proporcionen los analizadores de ambiente y de la responsabilidad del operador. Es absolutamente necesario calibrar periódicamente estos instrumentos, los que, a pesar de ser equipos complejos, resultan fáciles de calibrar disponiendo del kit de fábrica y de personal entrenado especialmente. Se recomienda contrastarlos y hacer pruebas de conjunto cada 5.000.000 de vehículos o cada tres meses como máximo.

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Los ventiladores deben ser mantenidos preventivamente cada 7.500 horas; deben considerarse mediciones de las vibraciones, comprobaciones mecánicas y medidas eléctricas. Se deberá realizar el mantenimiento mayor integral indicado por el fabricante a las horas de funcionamiento correspondiente. 4.1.2.10 Alarmas y Sistemas de Extinción de Incendios Las alarmas son elementos vitales para que en el menor tiempo posible comiencen a operar los procedimientos de rescates o de puesta en marcha de los sistemas de apoyo; la rapidez en la reacción es un factor importante para aliviar las consecuencias que pueden derivar de accidentes graves. En general las alarmas más usadas son: - Detectores de incendios - Pulsadores de alarma de incendio - De apertura de puertas de caseta S.O.S. - De los niveles de agua de estanques para incendios - De altura de vehículos - Detectores de velocidad Estas alarmas deben ser inspeccionadas preventivamente todos los meses. Para minimizar los efectos de un incendio, la red debe tener una reserva de agua suficiente de manera de asegurar la operación de dos casetas de incendios durante 4 horas a un gasto unitario de 250 litros por minuto; debe operar con una presión de 6 a 9 atm. La red completa debe ser sometida a labores de mantenimiento preventivo por lo menos una vez por año. Los extintores multipropósitos ABC, que normalmente se instalan en las casetas S.O.S., deben revisarse visualmente y comprobar su peso cada seis meses y someterse a un mantenimiento total en una planta autorizada por el Cuerpo de Bomberos, una vez al año. Las mangueras de incendio tendrán revisión funcional cada 6 meses. 4.1.2.11 Circuito Cerrado de Televisión Este sistema permite tener una visión total del túnel y sus accesos, de manera que el operador pueda manejar las situaciones conflictivas que se generen en el interior. Está conformado fundamentalmente por los siguientes elementos y equipos: - Cámaras - Monitores - Videograbadoras - Consola de control

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El mantenimiento preventivo de los circuitos de televisión debe ser anual. 4.1.2.12 Comunicaciones Un buen sistema de comunicaciones es fundamental para la coordinación de la sala de control con las diferentes cuadrillas tanto del interior, con los usuarios, policía, bomberos, hospitales, etc. Ante cualquier emergencia, es conveniente que el área de los accesos esté disponible un teléfono celular operativo o un equipo de radio enlazado directamente con una oficina de servicio público que funcione las 24 horas del día. El mantenimiento debe ser anual, con verificación funcional continua. 4.1.2.13 Centro de Control La sala de control de la operación del túnel debe ser un recinto de acceso restringido, de manera de permitir a los operadores vigilantes actuar eficientemente durante el servicio normal y durante una emergencia. La posición que se dé a la estación de trabajo, las alturas a que deben instalarse los monitores de la TV, la iluminación de la sala, el aire acondicionado y demás instalaciones, deben ser el resultado de un estudio que considere la ergonometría y las condiciones sanitarias y ambientales básicas en los lugares de trabajo (Decreto Supremo Nº 75 –D.of. 8.6.93); no deben modificarse sin que previamente un nuevo estudio de las características señaladas indique las nuevas posiciones para el instrumental. En consideración a que desde esta área se controla gran parte de la inversión, resulta evidente la necesidad de mantenerla en óptimas condiciones funcionales y ambientales, permanentemente.

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4.1.3 Requerimientos para una operación normal [14]. 4.1.3.1 Organización Existirá un conjunto de procedimientos especificados en un manual para que la operación se efectúe con un nivel de responsabilidad acorde a un servicio público. Se formarán grupos de trabajo especializados capacitados por las empresas suministradoras de sistemas y de la integradora de los sistemas de control. Existirán brigadas de incendio, de rescate caminero y analistas de riesgos. Estos últimos son profesionales con experiencia en túneles y conocedores de la obra civil y sus instalaciones, capacitados para dirigir al personal de todas las instituciones que intervienen en un siniestro mayor (policía uniformada, bomberos, ambulancias, servicios eléctricos, guardias forestales, servicios de helicópteros, etc.). Operativamente los diferentes elementos y sistemas que se utilizan para operar un túnel pueden agruparse del siguiente modo: a) Servicios de Seguridad - Alarmas y sistemas de extinción de incendios - Casetas S.O.S. - Opacímetros - Analizadores de CO, CO2 - Iluminación - Iluminación de emergencia - Circuito cerrado de televisión - Controles de gálibo - Demarcaciones y señales verticales de tránsito - Sistemas de comunicaciones b) Control de tránsito - Circuito cerrado de televisión - Cuenta vehículos por carril - Cuenta vehículos por tramos - Semáforos - Control de velocidad c) Condiciones ambientales - Subestación eléctricas - Grupos electrógenos - Ventiladores - Anemómetros - Termómetros - Opacímetros - Analizadores de CO, CO2

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4.1.3.2 Condiciones para la Operación La circulación segura de vehículos por el interior de un túnel, así como la seguridad del personal que trabaja en la operación y mantenimiento, requiere de condiciones mínimas cuyos requisitos son los que se detallan a continuación: - Las instalaciones y elementos destinados a asegurar las condiciones de trabajo adecuadas al personal encargado de la operación, deben ajustarse a lo dispuesto en el Decreto Supremo Nº 745, publicado en el Diario oficial del 8 de junio de 1993, que regula las condiciones sanitarias y ambientales básicas de trabajo, y a la Guía de Respuesta Rápida de Emergencia de la Mutual de Seguridad y la Asociación Nacional de Bomberos para las emergencias. - La señalización, tanto permanente como tránsitoria, debe ajustarse a lo dispuesto en el correspondiente instructivo de señalización y seguridad vial de la Dirección de Vialidad, al Art. 99 de la Ley Nº 18.597, Ley de Tránsito y en el Manual Interamericano de Dispositivos para el Control del Tránsito en calles y carreteras. Decreto Ley Nº 2195 del 10 de abril de 1978, del Ministerio de Relaciones Exteriores. - El nivel de concentración de CO en el aire no deberá exceder de 140 ppm en circunstancias normales de operación, y tampoco de 200 ppm por un período superior a 60 minutos; pasado ese tiempo sin que disminuya la concentración de CO debe cerrarse el túnel. - El nivel de concentración de CO2 no debe contener un promedio ponderado mayor que 4.000 ppm en un lapso de 8 horas; con concentraciones mayores debe cerrarse el túnel. - El nivel de partículas en el aire (opacidad) no deberá exceder de los siguientes valores:

Tránsito Fluido 0,005 a 0,007 l/m Tránsito Congestionado 0,007 a 0,009 l/m Cerrar cuando se alcancen 0,012 l/m

- El volumen mínimo de agua que se debe mantener almacenada para la red de incendio será de 72 m3, y la presión de la red no será inferior a 6 atm ni superior a 9 atm. - Las inspecciones rutinarias diarias que debe realizar cada turno son básicamente: la revisión de la seguridad del área, el suministro de energía, la operatividad de las comunicaciones, tanto con el exterior como las internas, la verificación del estado de funcionamiento de la instrumentación existente en la obra, y normalmente incluye: circuito cerrado de televisión y video grabación, analizadores de CO y de CO2, opacímetros, analizadores de otros gases, y la verificación del estado de funcionamiento de la iluminación interior y exterior, la semaforización, los ventiladores, los equipos de rescate y los vehículos de servicio. - En cada cambio de turno, el supervisor de la operación deberá verificar en la tarjeta de control el suficiente proceso para el sistema de extinción de incendios.

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Verificación del estado de servicio de las luces de emergencias. Verificación de alarmas de incendio. Verificación del estado de funcionamiento de los ventiladores. Verificación del volumen mínimo de agua acumulada en los estanques. Verificación del estado de las comunicaciones con el exterior. Comunicación de coordinación con el responsable de la brigada de incendio. - Trabajos eventuales. Antes de comenzar un trabajo en los accesos o en el interior del túnel se deben colocar las señales, barreras y conos alrededor del área de trabajo. Sin perjuicio de lo que se señala en la Sección 7.205 Seguridad Durante los Trabajos, la señalización debe ceñirse al Manual de Normas Técnicas para la Señalización, Control y Regulación de Tránsito en Vías donde se realicen trabajos (Res. Nº 1826 del 02.06.83 y/o futuras modificaciones). - La recolección de información diaria debe consignar antecedentes tales como: nombre del responsable del turno, condiciones meteorológicas durante el turno, incidentes ocurridos, condiciones de operación de los ventiladores, etc. - También es necesario consignar información relacionada con el tránsito que utiliza el túnel. Es conveniente al menos recolectar los siguientes antecedentes que permitan llevar una estadística que sirva de base para programar futuras operaciones y establecer los niveles de servicio que está prestando la obra. Esa información es la siguiente: Tránsito horario por sentido de circulación. Tránsito horario versus concentración media de CO. Tránsito horario versus opacidad del aire.

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4.2 REGULACIÓN EUROPEA [2] 4.2.1 Control de incendios y evacuación de humos Tal y como se ha descrito en el capítulo anterior, el principal problema de seguridad de la circulación en el interior de un túnel, se presenta en una situación de incendio, alguno de los cuales han provocado muchas pérdidas de vidas humanas por asfixia, ocasionada por la combustión de diferentes productos (solventes químicos, alimentos, etc.) y porque las personas involucradas no pudieron encontrar alguna vía de escape (que en alguno de los túneles donde sucedieron las catástrofes descritas en el capítulo anterior, ni siquiera existían). En este contexto, el cómo controlar y evacuar los humos y de qué forma evacuar de manera segura un túnel ante la presencia de un incidente de esta magnitud, ha sido durante muchos años la constante preocupación de investigadores y profesionales dedicados al tema. El diseño de los sistemas de ventilación de un túnel debe ser tal que, por lo menos, asegure lo siguiente: • Disolución de los gases tóxicos que emanan de los vehículos al interior del túnel. • No contaminar el medioambiente fuera del túnel. • Control de los humos en caso de incendio. En general, la mayor parte de los países europeos refieren el marco regulatorio de túneles a los informes de la PIARC, que contiene recomendaciones generales para la ventilación, evacuación de humos y elementos de seguridad. En todo caso, algunos países cuenten con recomendaciones propias, como es el caso de Alemania, Holanda, Francia, Austria, Noruega y Suecia. Los principales aspectos a revisar a continuación, serán los de ventilación, extracción de humos y vías de escape. En Alemania, el marco regulatorio queda establecido desde 1994 por la RABT (RICHTLINIEN FÜR DIE AUSSTATTUNG UND DEN BETRIEB VON STRASSENTUNNEL), el cual define que los túneles que tengan una longitud de hasta 700 m, no necesitan ventilación mecánica ni vías de escape. Los sistemas de ventilación longitudinal se aprecian por medio de ventiladores, se aplican a túneles de longitudes mayores a 2 Km, si el túnel tiene circulación en ambos sentido; si el túnel tiene solo un sentido de circulación, este tipo de ventilación se aplica en longitudes mayores a 4 Km. En Francia existe el CENTRE D’ESTUDIES DES TUNNELS (CETU), quienes proponen recomendaciones para la explotación segura de los túneles. Los documentos que se han publicado desde el año 2000 son: “Dossier pilote des túnel”, “Document équipements” y “Section ventilation”. La normativa francesa establece que los túneles que necesitan medidas para el control de los humos son los que cuentan con las siguientes características: • Túneles urbanos con longitudes mayores a 300 m.

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• Túneles en zona no urbana con longitudes mayores a 500 m. • Túneles en zona no urbana con longitudes mayores a 800 m., si el TMDA < 2000 veh/día. En el caso de los sistemas de ventilación longitudinal, se aplican en túneles que tengan circulación en ambos sentidos y bajo las siguientes condiciones: Para túneles en zona no urbana, con circulación en ambos sentidos: • Para longitudes de 800 m. • Para longitudes de 1000 m si el TMDA < 2000 veh/día En los túneles ubicados en la zona urbana, se prohíbe la ventilación longitudinal. Para túneles con circulación en un sentido: • En zona no urbana, para longitudes de 4000 m. • En zona urbana, para longitudes de 800 m. En Austria la regulación existente se encuentra en el documento FORSCHUNGSGESELLSCHAFT FUR DAS VERKEHR UND STRASSENWESEN (FVS) – RVS 9261, 9262 “Design guidelines tunnel ventilation”, 1997. En general, no establecen restricciones para la instalación de sistemas de ventilación longitudinal. Las decisiones que toman se basan en análisis de riesgo para cada caso en particular, considerando dos escenarios: operación normal del túnel y situaciones que involucren algún incendio. Dos son los factores principales que se analizan, el primero es la distancia entre las salidas de emergencia y el segundo es el potencial riesgo de incendios que pueda tener el túnel. En el caso en que el sistema de ventilación longitudinal se instale en túneles con dirección de tránsito en ambos sentidos, se deberá instalar el siguiente equipamiento complementario, para la operación y regulación de la ventilación: monitoreo de la dirección y velocidad del flujo de aire, sensores detectores de fuego y cámaras de circuito cerrado de televisión. Ventilación natural, recomendaciones generales La ventilación natural, tal y como su nombre lo indica, está basada en las condiciones naturales de renovación del aire dentro de un túnel, que es ayudada por el efecto del tránsito (que actúa como el émbolo de una jeringa). Este sistema de ventilación suele funcionar de manera efectiva en la disolución de contaminantes (especialmente en túneles con tránsito en un solo sentido), pero no se puede asegurar lo mismo cuando se trata de evacuar los humos ante la presencia de un incendio. Si se presenta un incidente con características de incendio, lo más probable es que se suspenda la circulación de tránsito, por lo cual la ventilación del túnel (evacuación de los humos), sólo será posible por medio del efecto chimenea, sin embargo el principal fenómeno climático que ayudaría a ventilar (presencia de viento), es bastante incierto, ya que dependerá de las condiciones meteorológicas presentes en el momento del incidente, por lo cual es muy poco confiable.

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Ventilación longitudinal, recomendaciones generales En caso de que se presente un incendio al interior de un túnel, la única manera de evacuar los humos es conducirlo a través del túnel hasta una de sus salidas. Así, la velocidad necesaria del flujo de aire para esta operación provocará turbulencias en la nube de humo y afectará su estratificación natural aguas abajo del túnel. Este fenómeno se hace más evidente en la medida que la velocidad del flujo de aire es mayor. La estratificación natural de los humos también puede verse afectada por la pendiente longitudinal del túnel y por el flujo de vehículos. En general, el uso de sistemas de ventilación longitudinal puede ser utilizado bajo las siguientes condiciones: a) Túneles con circulación de tránsito en un solo sentido (zona no urbana)

En este caso, siempre puede ser aplicada la ventilación longitudinal bajo el concepto de que al momento del incendio, los vehículos ubicados aguas abajo del sitio del incendio pueden dejar el túnel sin problemas, mientras que los vehículos detenidos aguas arriba del lugar del incidente, no se ven afectados por los humos debido a la corriente de aire fresco producida por los ventiladores. b) Túneles con circulación de tránsito en un solo sentido (zona urbana)

Cuando el túnel está ubicado en la zona urbana, o cuando frecuentemente opera congestionado (atascos de vehículos al interior del túnel), el diseñador del sistema de ventilación debe tener en cuenta que las personas pueden quedar atrapadas a ambos lados del sitio del incendio, por lo cual deberá efectuar el mismo tipo de análisis que se efectuó para un túnel con flujo de tránsito en ambos sentidos de circulación, tal y como se describe en el punto c), que se muestra a continuación. c) Túneles con circulación de tránsito en ambos sentidos

El sistema de ventilación longitudinal sólo puede ser instalado en túneles con circulación en ambos sentidos de tránsito, solamente si se efectúa previamente un análisis de riesgo que cumpla con los estándares de seguridad exigidos en cada país. Este análisis debe considerar todos los factores de diseño y las condiciones de borde, tales como TMDA, tipo de tránsito, geometría del túnel, etc. Ventilación transversal y semi transversal, recomendaciones generales

El propósito de controlar la expansión de los humos, es que no llegue al lugar donde se encuentra concentrada la gente, para llevarlos al refugio mas cercano. No se debe afectar la estratificación natural del humo, debido a que en la parte más baja siempre queda un espacio con aire “respirable” por algunos momentos y tener tiempo para evacuar a las personas. De esta manera, el humo estratificado es evacuado a través de celdas ubicadas en la parte superior de los muros del túnel.

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Para la evacuación del aire viciado, sin perturbar la estratificación natural de los humos, se debe ir agregando aire fresco en la medida que se extrae. La velocidad del aire no debe sobrepasar los 2 m/s, ya que a velocidades mayores, se produce una perturbación de los estratos, provocando que el aire fresco se mezcle con el aire viciado y se expanda por toda la sección del túnel. A esta velocidad, los humos tienden a mezclarse con el aire fresco, pero solo a un lado del foco del incendio a una distancia que puede variar entre 400 y 600 metros. Por otro lado, si la velocidad longitudinal del aire es cero, las capas de humo se expanden para ambos lados del foco del incendio, los humos se separan conservando su estratificación durante los primeros 10 minutos, tiempo después del cual se comienza a mezclar distribuyéndose por toda la sección transversal del túnel. 4.2.2 Dispositivos de seguridad Los dispositivos de seguridad deben otorgar de manera simple, todas las facilidades para una evacuación segura del túnel ante la presencia de un siniestro. Se debe contar con un programa de emergencia para la gestión segura de los incidentes. Cuando ocurre un incidente, lo primero es detectarlo a tiempo, de esta manera se podrán colocar en marcha todos los sistemas de ayuda para salvar de manera rápida y eficiente el suceso (incendio o accidente de tránsito), por lo cual se debe contar con sistemas de detección y alerta que van desde simples teléfonos de emergencia o botones de alarma, hasta los sofisticados sistemas expertos de gestión de incidentes, que incluyen cámaras en circuito cerrado de televisión (CCTV), detectores de humo, radiofonía, etc. Estos dispositivos, alertarán a los encargados de la gestión del túnel para poner en funcionamiento los diferentes protocolos de actuación previamente establecidos, además de contactar a las brigadas de auxilio y rescate (principalmente los servicios médicos de urgencia y el cuerpo de bomberos). Paralelamente, se deben poner en marcha las actuaciones para impedir el acceso de vehículos al túnel, ya sea por medio de barreras físicas o a través de alertas en los paneles de mensaje variable, radiofonía o por alguna estación radial. Esto para no poner en riesgo a los potenciales usuarios del túnel y para hacer mas expedita las tareas de los equipos de emergencia. Se deben evacuar a los usuarios de la manera más rápida posible, llevándolos hasta la salida del túnel o salidas de emergencia y conduciéndolos a través de las galerías de escape. Recomendaciones generales, túneles con tránsito en ambos sentidos Las posibilidades de evacuación son: a pie o en vehículo de emergencia (en túneles con TMDA bajo), corredores o galerías de escape y refugios de seguridad. Inclusive en algunos países, para túneles de longitudes mayores a 2 km, se implementan galerías para que los vehículos realicen un giro y, de esta manera, puedan cambiar su sentido de tránsito para evacuar el túnel. Sin embargo, si el incidente no registra incendio (no hay humo) la evacuación de los usuarios se efectúa a pie. En túneles emplazados en la zona urbana (TMDA muy alto) deben construirse galerías de escape, las cuales deben tener accesos cada 100 a 200 metros.

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Recomendaciones generales, túneles con tránsito en un sentido Las posibilidades de escape en este tipo de túneles son: a pie o en vehículo de emergencia,

por galerías de escape o a través de pasadas de un tubo a otro del túnel, siendo esta última alternativa la más utilizada. La distancia entre las pasadas que conectan un tubo con otro dependerá del TMDA del túnel, pero es común que se sitúen entre los 100 y 200 metros, pero sin duda su diseño dependerá de la distancia que puedan recorrer los usuarios a pie antes de que el humo inunde por completo la sección del túnel. Además, al evacuar a los usuarios hacia el otro tubo, por éste se debe interrumpir el tránsito de vehículos.

Existen también, recomendaciones particulares de los países europeos, las cuales se revisan de manera sucinta:

En Austria, todos los túneles con longitudes mayores a los 1.500 metros son equipados con sistemas de detección de incendios y sistema de circuito cerrado de televisión. La experiencia en este país ha demostrado que esta combinación hace muy eficiente la gestión de un incidente tipo incendio, ya que todas las alertas pueden ser corroboradas a través de las cámaras, evitando asó actuaciones en falso.

En Bélgica, existen dos túneles equipados con sistema de detección de incendios (Liefkenshoek y Tijsmans), los cuales dan una señal primaria de alerta cuando la temperatura ambiente presenta variaciones bruscas.

En Dinamarca, el túnel Guldbordsgund cuenta con un sistema de detección de incendios, el cual está compuesto por detectores ubicados cada 10 metros. Cuando se activan las alarmas, el túnel se cierra al paso de vehículos y se alerta al cuerpo de bomberos. Las alertas son apoyadas por avisos en los paneles de mensaje variable.

En Francia, ningún túnel está equipado con un sistema de detección de incendio, sin embargo, instalan medidores de CO y opacímetros, los cuales bajo ciertos valores límite, accionan de manera automática los sistemas de ventilación de emergencia. Este sistema es apoyado por cámaras en circuito cerrado de televisión, además de teléfonos de emergencia.

En Alemania, todos los túneles de longitudes mayores a 350 metros, son equipados con sistemas de detección de incendios.

En Italia, algunos túneles son equipados con sistemas detectores de incendio basados en cables de resistencia variable, los cuales activan la alerta ante la presencia de un cambio en el gradiente de temperatura.

En Suiza, los túneles están equipados con sistemas lineales de detección de incendios, existen 8 tipos de sistemas diferentes, los cuales han sido cuidadosamente testeados en su funcionamiento, debido principalmente a la catástrofe ocurrida en el túnel St. Gotardo en octubre del año 2001, donde perecieron 11 personas y el incendio fue extinguido solo después de 2 días.

En el Reino Unido y Holanda, han optado por una estrategia diferente, ya que ninguno de sus túneles cuenta con sistemas de detección de incendios. Sin embargo, combinan sistemas de

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circuito cerrado de televisión, con opacímetros y medidores de flujo de tránsito, los cuales indican la ocurrencia de un incidente. Señalización para una segura evacuación

Es de suma importancia señalizar de manera legible las vías de evacuación del túnel, que deberán contemplar los símbolos internacionales de peligro y de salida indicando por medio de una flecha las distancias hacia las salidas mas cercanas. Estas señales deben contar con iluminación propia (por medio de un circuito independiente al del túnel en general), y a una altura que no sobrepase el metro. Además, se deberán colocar luces guía de peatones, a una distancia no mayor de 25 metros y a una altura que no sobrepase el metro. 4.3 ANÁLISIS COMPARATIVO DE LOS MARCOS NORMATIVOS.

Existen bastantes puntos en común al revisar comparativamente los marcos regulatorios de Chile y Europa. Las normativas respecto a la seguridad en túneles, tienen su detonante en las grandes catástrofes ocurridas a fines de la década de los años 90 en los túneles Tauern (Austria, 12 muertos), St. Gotardo (Suiza, 11 muertos), Mont Blanc (Francia, 39 muertos) y Gleinalm (Austria, 5 muertos).

Estos hechos, sin duda colocan a los países europeos en los principales innovadores en tecnología aplicada a la gestión de incidentes dentro de los túneles; razón por la cual, en el ámbito mundial, sus normativas han sido adoptadas por otros países, y Chile no ha sido la excepción. Es más, el Manual de Carreteras Vol. 6 Seguridad Vial, en el acápite referente a la seguridad en túneles, casi la totalidad de su contenido está basado en normativas españolas, las cuales a su vez, están enmarcadas dentro de los marcos regulatorios que rigen a los países de la Unión Europea. Por lo cual, la mayoría de sus contenidos y restricciones son exactamente los mismos que en los países de Europa.

Esto último podría presentar algunos inconvenientes, ya que si bien es muy beneficioso seguir ejemplos de países con mayor experiencia en el tema, se han saltado etapas clave en la concepción de la norma chilena. Se echa de menos una actualización y adaptación a las conductas propias de los usuarios chilenos, las cuales distan mucho de las conductas que siguen los usuarios de países europeos, sobretodo en lo referente a la tecnología vehicular, normas de comportamiento, idiosincrasia (el orden de países centroeuropeos, no es el mismo que en Chile) y respeto por la regulación de tránsito.

Sería bastante útil para la comunidad chilena en general, que existiera una etapa de adaptación de las normas a las condiciones actuales del país. Puede parecer impresentable que en temas tan sensibles, como lo es la vida de las personas, no se tomen en cuenta aspectos propios del país: no todo lo que funciona en otros países tiene que funcionar en Chile. Cabe recordar que el espacio vial no solo lo conforma la infraestructura carretera, sino que también está compuesto por el usuario, el vehículo y todo el entorno de la carretera. Si bien existe urgencia de una normativa propia, sobretodo para que los inspectores de obras puedan discutir en igualdad de condiciones con las concesionarias, tampoco se trata de hacer una recopilación de normas y cambiarles el nombre por el de Norma Chilena.

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CAPÍTULO 5

LOS TÚNELES EN CHILE 5.1 LA NECESIDAD DE UNA NORMATIVA CHILENA En la actualidad Chile tiene un alto desarrollo económico, lo que ha significado un crecimiento en todas las áreas de la construcción e infraestructuras dándole al país un aspecto más moderno acorde a la nueva realidad. En virtud de estos avances, es que se observa la inauguración de nuevas infraestructuras que permiten interconectar y reducir tiempos de viaje a través de la ciudad, significando a la vez un costo alto para la sociedad, es por ello que se hace necesario conocer que tipo de normativas están rigiendo para desarrollar estos nuevos proyectos. Las nuevas infraestructuras de túneles se rigen principalmente con las bases de licitación, documento que señala las exigencias y normativas que se deben utilizar para desarrollar el proyecto. Los túneles se deben basar en el Manual de Carreteras según la sección que corresponda de cada volumen. En el volumen Nº2 del Manual de Carretera, se presentan recomendaciones de diseño geométrico del camino. Para el diseño estructural y estudios se debe considerar el volumen Nº 3 del Manual de Carretera, en él se señalan los requisitos básicos que debe cumplir un túnel y se hace alusión a normativas extranjeras para un diseño profundo de cada elemento. En relación a los volúmenes 4 y 5 se señalan generalidades de secciones tipo y especificaciones técnicas generales de construcción. El volumen Nº 7 contiene el Plan Maestro de Mantenimiento que sirve como base para generar el plan de mantenimiento dependiendo de las características de cada túnel. Para aspectos de señalización se utiliza el Manual de Señalización de Tránsito del Ministerio de Obras Públicas, Transporte y Telecomunicaciones y, por último, las normas oficiales del Instituto Nacional de Normalización (INN). Uno de los puntos que resulta de mayor interés a los usuarios de túneles es la sensación de seguridad al momento de recorrerlos, por lo que es fundamental desarrollar un proyecto de seguridad vial, en el cual se abarquen todos los aspectos imprescindibles para una explotación segura del túnel que además conlleva a tener menores riesgos durante su funcionamiento. En base a esto es que el Ministerio de Obras Públicas está desarrollando el volumen Nº 6 del Manual de Carreteras “Seguridad Vial”, el cual gracias a la gentileza del Departamento de Seguridad Vial se tuvo acceso a versiones preliminares, para así conocer el estándar en que nos encontramos como país en el desarrollo de un tema tan importante. Hasta este momento la mayor parte de las obras viales se desarrollan en base a los Manuales de Carretera y, en aspectos de seguridad vial, a normativas extranjeras. En vista a la gran cantidad de proyectos que están en desarrollo se hace fundamental tener una normativa propia, ya que como país es importante generar una cultura en seguridad vial. Para que la nuevas normativas que se encuentran en desarrollo tengan reglamentaciones acordes a nuestra realidad y no a las extranjeras, cuyos países de origen tienen un nivel de desarrollo de infraestructura carretera mucho mayor al de Chile.

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Los marcos regulatorios extranjeros son la base para túneles que se encuentran en rutas concesionadas, pero existen alrededor de doce túneles que aún se encuentran bajo la tutela, del Departamento de Túneles de la Dirección de Vialidad del Ministerio de Obras Públicas, Transporte y Telecomunicaciones, los que tienen infraestructura muy alejadas con respecto a túneles concesionados, haciéndolos muy riesgosos. Por ejemplo, existen túneles bidireccionales con tránsito alternado en una pista y no poseen un semáforo en la boca, existiendo la posibilidad que en un descuido de los conductores ingresen dos vehículos a la vez y en sentido contrario ¿quién retrocede? ¿Está dispuesto algunos de los conductores a ceder el paso? ¿Quién atraviesa primero?, son preguntas de suma importancia ya que a veces en cosa de segundos puede suceder un accidente, en muchas ocasiones con consecuencias lamentables. Producto de estas interrogantes es que se hace necesario una normativa que además de avanzar en aspectos de seguridad, equipare las distintas realidades que existen en la actualidad, y no solo por cancelar una suma de dinero exista una brecha tan grande entre los túneles. Es así como en ésta sección se efectuará un estudio preliminar del equipamiento en seguridad de túneles chilenos. 5.2 INFRAESTRUCTURA Y EQUIPAMIENTO EN TÚNELES CHILENOS [13] En los siguientes párrafos se hará un catastro de la implementación y condición en que se encuentran en la actualidad los túneles chilenos. Los Túneles que se mantienen y conservan por Administración Directa son:

Tabla 5.1 Nómina de Túneles por Administración Directa Túnel Longitud (m) 1 Curvo 212 2 El Farallón 240 3 Jardín Botánico O. 245 4 Jardín Botánico P. 245 5 La Grupa 1.277 6 Las Astas 787 7 Las Palmas 980 8 Las Raíces 4.528 9 Pedro Galleguillos 793 10 Puclaro 370 11 Recto 142 TOTAL 9.819

ENERO 2002

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TÚNEL CURVO

Figura 5.1 Ubicación e imagen túnel Curvo.

UBICACIÓN Región : IV Región Provincia : Coquimbo Ruta : D-37-E Alternativa : No tiene TMDA : 200 veh/día HISTORIA Y ANTECEDENTES GENERALES Este túnel ferroviario, fue construido a principios del siglo pasado, aproximadamente 1910, del cual no se dispone de antecedentes históricos de su construcción, sin embargo en la actualidad se encuentra bajo la administración de la Dirección Nacional de Vialidad y para el uso de tránsito vehicular desde que dejó de circular el tren. Ubicado en la Ruta D-37-E en la IV región, tiene una longitud de 212 m Posee una sola vía de circulación de tres metros, con tránsito medio diario anual de 200 vehículos, bidireccional alternado con precaución. El túnel se encuentra revestido con mampostería en los accesos, en la parte central no se encuentra revestido y la calzada es de grava en toda su longitud, no dispone de pasillos laterales. El Departamento de Túneles se ha encargado del mantenimiento y conservación de la infraestructura del túnel, mediante una limpieza periódica de los accesos e interior del túnel, el mantenimiento de la ruta la efectúa directamente la Dirección Regional.

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TÚNEL EL FARELLON

Figura 5.2 Ubicación e imagen túnel Farellón.

UBICACIÓN Región : XI (Carlos Ibáñez del Campo) Provincia : Aysén Ruta : Ruta 240 Aysén - Coyhaique Alternativa : Desvío por Villa Ortega TMDA : 1.307 veh/día HISTORIA Y ANTECEDENTES GENERALES Entre el Km 12 y 12,5 del camino Coyhaique a Puerto Aysén (Ruta 240), poco antes de llegar al puente El Morro se ubica un macizo rocoso de 250 m de altura sobre el lecho del Río Simpson llamado El Farellón, en dicho sector se construyó hace mas de 50 años, un camino excavado en roca. Este tramo es muy conflictivo, dado a repentinos desprendimientos que provocaron numerosos accidentes y cuantiosos daños económicos. La inauguración del camino data del año 1936. El túnel El Farellón con 240 m de longitud forma parte de la Ruta 240 Coyhaique Puerto Aysén. Ubicado en el Km 12,185 - 12,425 está trazado en semicurva. Su construcción se inicia en dos frentes, oriente y poniente, ambos con protección de taludes y cobertizos de protección. Se trabaja en dos turnos y se termina en 1988. El revestimiento del túnel en los primeros 30 m corresponde a una bóveda falsa de hormigón y cimiento armado y aproximadamente 170 m de túnel con hormigón proyectado, pernos de anclaje y malla. A la entrada del túnel, la pared de contención lateral es de escaso espesor. El muro incluye un cimiento de hormigón armado de 12 m de altura x 0,5 m de ancho anclado al talud con pernos de anclaje. El túnel lleva un pavimento de 7,10 m, bidireccional de 2 pistas y pasillos de 0,75 m a cada lado, una altura de clave de 6,60 m y una altura de gálibo de 4,80 m, el estado actual del túnel permite mantenerlo operativo para todo tipo de vehículo. Dada la longitud de 240 m no ha sido necesario equiparlo de sistemas de ventilación, vigilancia, control CO, etc. Sin embargo, mediante la Dirección Regional de la XI región se ha dotado y mantenido con un sistema de señalización mediante la colocación de tachas y delineadores reflectantes en el centro

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y en muros respectivamente, los cuales señalan nítidamente las pistas y bordes de muros. En áreas de acceso solo existen tachas reflectantes. TÚNEL JARDIN BOTÁNICO

Figura 5.3 Figura e imagen túnel Jardín Botánico.

UBICACIÓN Región : V Región Provincia : Valparaíso Ruta : F-66 Alternativa : Bajada Agua Santa TMDA : 19.627 veh/día HISTORIA Y ANTECEDENTES GENERALES El túnel Jardín Botánico forma parte del trazado del camino Rodelillo–El Salto–Villa Dulce, ubicado en la V región. La obra de doble calzada consiste en dos túneles paralelos de 245 m de longitud cada uno, puentes y viaducto, lo que permite el tránsito expedito desde el Valle del Aconcagua al Puerto de Valparaíso sin cruzar por la ciudad de Viña del Mar, lo que a su vez genera un incremento del flujo vehicular, especialmente de camiones, en el tramo de la ruta F-66 variante Agua Santa entre Santos Ossa y el acceso Rodelillo. Los túneles con sección semicírculo y muro, tienen un ancho de pista de 7,0 m y pasillos laterales de 0,75 m cada uno, un gálibo útil de 4,80 m y altura de clave de 6,0 m, fueron puestos en servicio en 1996. Los túneles se encuentran revestidos con hormigón de 15 cm de espesor en todo su perímetro y longitud, además cuenta con una Subestación eléctrica (SS/EE) de 75 KVA -13.2KVA y otra SS/EE 150KVA –1.2 KVA, un sistema de iluminación umbral y central. Dada su longitud no ha sido necesario dotarlo de sistema de ventilación, control de CO, Circuito Cerrado de TV o red contra incendio. Desde la puesta en servicio el Departamento de Túneles se ha encargado de la conservación y mantenimiento de los túneles, en el lavado y pintado de muros interiores como así mismo de la limpieza periódica de los accesos y su interior.

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TÚNEL LA GRUPA

Figura 5.4 Ubicación e imagen túnel La Grupa.

UBICACIÓN Región : V Región Provincia : Petorca Ruta : E-35 a 5 Km de Cabildo y 188 Km de Santiago Alternativa : Cuesta La Grupa TMDA : 3.244 veh/día HISTORIA Y ANTECEDENTES GENERALES Es uno de los túneles ferroviarios más antiguos construidos en Chile. Su construcción data de principios de siglo pasado, del cual no existen antecedentes. Fue puesto en operación por Ferrocarriles del estado (FF. CC. actualmente EFE) en el año 1905. En la actualidad se encuentra bajo la administración de la Dirección Nacional de Vialidad. El túnel tiene una longitud de 1.279 m está ubicado en el kilómetro 32 de la Ruta E-35 a 5 Km de Cabildo y a 188 Km de Santiago. Posee una vía de 3 m con dos pasillos uno de 0,70 m y otro de 0,30 m La pendiente del camino interior es de 1,3%. El túnel tiene tránsito bidireccional alternado de una sola vía, para lo cual existe señalización con semáforos. El túnel se encuentra revestido con hormigón en todo su perímetro, excepto 271,1 m en el centro de su longitud. El pavimento es de hormigón en su totalidad. El túnel no posee equipamiento para que funcione como túnel vial. Sin embargo, dada su longitud, existe un proyecto de mejoramiento y equipamiento, tales como sistema de iluminación, sistemas de emergencia y red contra incendio. El Departamento de Túneles se ha encargado de su conservación y mantenimiento, en la colocación de tachas, delineadores, lavado y pintado de muros, además de una limpieza periódica de toda la infraestructura existente en los accesos e interior del túnel.

En la actualidad se encuentra en desarrollo un proyecto de rehabilitación, el cual considera la ampliación del túnel, con el objeto de permitir el tránsito simultáneo en ambos sentidos.

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Además, se proyectará la readecuación de ambos accesos al túnel, redefiniendo sus características según la nueva situación y diseñando terceras pistas para la separación del flujo de tránsito de cargas peligrosas y mayores. También, se proyectará los sistemas de seguridad necesarios, entre los que podemos mencionar: señalización, semaforización, electricidad e iluminación, red de incendios y la construcción de servicios menores en ambas bocas del túnel. Además, se considerará en el diseño de ampliación, esto es, como anteproyecto, el área necesaria para instalar en el futuro sistemas tales como: de ventilación, de monitoreo y video, etc., para dejar los espacios respectivos. TÚNEL LAS ASTAS

Figura 5.5 Ubicación e imagen túnel Las Astas.

UBICACIÓN Región : IV Región Provincia : Coquimbo Ruta : D – 37E Alternativa : No tiene TMDA : 200 veh/día HISTORIA Y ANTECEDENTES GENERALES Fue construido como túnel ferroviario a principios del siglo pasado, aproximadamente 1910, del cual no se dispone de antecedentes históricos de su construcción. En la actualidad se encuentra bajo la administración de la Dirección Nacional de Vialidad y para el uso de tránsito vehicular desde que dejó de circular el tren. Ubicado en la Ruta D – 37 - E en la IV región, tiene una longitud de 787 m Posee una sola vía de circulación de 3 m y tránsito bidireccional alternado, con precaución ya que no posee señalización. El túnel se encuentra revestido con mampostería en algunas zonas y en otras con roca a la vista y la calzada es de grava en toda su longitud. El Departamento de Túneles se ha encargado del mantenimiento y conservación de la infraestructura del túnel, mediante una limpieza periódica de los accesos e interior del túnel.

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TÚNEL LAS PALMAS

Figura 5.6 Ubicación e imagen túnel Las Palmas.

UBICACIÓN Región : V y IV Región Provincia : Petorca y Coquimbo Ruta : E-37-D 212 Km de Santiago Alternativa : No tiene TMDA : 412 veh/día HISTORIA Y ANTECEDENTES GENERALES Es el tercero de los túneles con uso vial, en un principio ferroviario y fue entregado en comodato a la Dirección de Vialidad. Como los túneles anteriores, su construcción es antigua, de principios del siglo pasado, por lo que no se conservan antecedentes relativos a su construcción. La sección del túnel es tipo herradura, con una longitud de 980 m, el ancho de la vía es de 3 m con pendiente de 1 %, el revestimiento es de mampostería en piedra en muros y de hormigón armado en muros y bóveda por sectores. Tiene sentido sur a norte y tránsito bidireccional alternado por una sola pista, con calzada de grava y fue inaugurado en 1907 por Ferrocarriles del Estado (FF. CC). Como tiene un origen ferroviario, no posee un equipamiento para que funcione como túnel vial, además el flujo vehicular bajo no justifica mayor implementación al interior del túnel. El mantenimiento periódico, es ejecutado con personal del Departamento de Túneles y consiste en la limpieza de los accesos e interior del túnel, colocación y conservación de delineadores, lavado y pintado de muros interiores y accesos.

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TÚNEL LAS RAICES

Figura 5.7 Ubicación e imagen túnel Las Raíces.

UBICACIÓN Región : IX (Araucanía) Provincia : Malleco. Ruta : R-89 (R-953 norte y R 891 sur). Alternativa : Cuesta Lonquimay. TMDA : 439 veh/día HISTORIA Y ANTECEDENTES GENERALES El Túnel Las Raíces se encuentra ubicado en la IX Región, en la Ruta R-89 entre el Km 94,751 y 99,279 en el camino Curacautín - Paso "Pino Hachado", con una longitud de 4.528 m. Se construyó junto con otras obras en 1929, tendiente a formar parte de lo que sería la trayectoria del Ferrocarril Trasandino que saliendo de la estación Curacautín, pasaba por Lonquimay llegaba al límite chileno-argentino, con un recorrido de 130 km El túnel constituyó la obra más importante del ferrocarril. La sección del túnel es abovedada, con una superficie de 27,75 m2, tiene una base granular de 4,81 m Existen al interior del túnel 98 nichos de protección alternados en ambos muros cada 50 metros (2x2x0,94 m) y 2 casetas de 3x3x3 m cada una revestidas con mortero. El túnel se encuentra totalmente revestido con hormigón, pero producto de los deshielos propios de la zona cordillerana, se observan fuertes y permanentes infiltraciones de agua al interior éste en forma puntual y a lo largo de toda su longitud, además presenta problemas de drenaje de las aguas infiltradas. En cuanto a su ventilación no presenta problemas de acumulación de gases debido al tránsito en un solo sentido y alternado, a la permanente humedad al interior del túnel y a los vientos reinantes en la zona donde se ubica. A pesar de la extensa longitud del túnel, no dispone de un sistema de iluminación interior ni exterior. El tránsito vial es bidireccional alternado de una sola vía y es regulado en forma manual por señales, semáforos y un sistema de radio teléfono con lo cual se comunican los encargados de la

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operación del túnel, para dar el acceso de los vehículos de un lado u otro, la calzada es de grava en toda su extensión. La Dirección Regional de Vialidad de la IX región realiza permanentemente la reposición de la carpeta de rodado en los accesos e interior del túnel, limpieza y mantenimiento menor de la infraestructura. En la actualidad existe un proyecto de mejoramiento del túnel Las Raíces, el cual contempla la pavimentación de la calzada, reacondicionamiento de los nichos interiores como nichos de emergencia provistos de citófono y extintor, además de proyectar la construcción de bahías de estacionamientos con el fin de mejorar la operación y capacidad del túnel.

Cabe mencionar que existe un camino alternativo al túnel, corresponde a la Cuesta Las Raíces, tiene su acceso en el kilómetro 89,380 y se desarrolla sobre una topografía muy accidentada, pasando por varios sectores inestables y/o sombríos que hacen perdurar por largos períodos la nieve caída en época de invierno y primavera. TÚNEL PEDRO GALLEGUILLOS TAPIA

Figura 5.8 Ubicación e imagen túnel Pedro Galleguillos Tapia.

UBICACIÓN Región : II Antofagasta Provincia : Tocopilla Ruta : 1 (Tocopilla - Río Loa) Alternativa : Ruta 5 Norte TMDA : 1.995 veh/día HISTORIA Y ANTECEDENTES GENERALES El túnel Pedro Galleguillos Tapia, fue construido en Junio de 1993 y entró en operación el año 1994, se ubica en el sector denominado Punta Paquica, Tocopilla y a una cota de 58 m s. n. m medido en la rasante a la entrada sur del túnel, entre el kilómetro 208,700 y 209,493 de la Ruta 1, en la II región.

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El túnel contempla una calzada de 7,0 m de ancho y pasillos de 0,95 m El pavimento interior es de hormigón de 0,24 m de espesor. La altura libre en el eje es de 6,00 m Se encuentra revestido por hormigón proyectado en todo su perímetro, en el inicio y término de la excavación subterránea se contempló la construcción de túneles falsos que en el portal sur alcanza una longitud de 23 m y en el portal norte una longitud de 7 m. Este túnel no tiene equipamiento, sólo cuenta con señalización caminera, demarcación de las pistas, tachas reflectantes y delineadores, además de una revisión y mantenimiento rutinario menor, la que consiste en limpieza, pintura de muro y reposición de la señalización y demarcación si corresponde. TÚNEL PUCLARO

Figura 5.9 Ubicación e imagen túnel Puclaro.

UBICACIÓN Región : IV Región Provincia : La Serena Ruta : 41 CH (La Serena - Vicuña) Alternativa : No tiene TMDA : 2.858 veh/día HISTORIA Y ANTECEDENTES GENERALES El túnel Puclaro está ubicado en el kilómetro 45 de la ruta 41 CH, camino La Serena – Vicuña con una longitud de 370 m, se encuentra en servicio desde 1997. Las características técnicas de este túnel son las siguientes: altura de clave 7,80 m, con dos pistas de hormigón de 3,75 m cada una y pasillos de 1,37 m lo que permite el transporte de carga sobredimensionada en su interior, como es el equipamiento para el Observatorio Astronómico Cerro El Tololo, ubicado en la ruta.

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Dada la longitud del túnel de 370 m no ha sido necesario su equipamiento sin embargo cabe destacar, que no se ha dotado de un sistema de iluminación para no interferir en la iluminación natural de los cielos de observación del mencionado observatorio. TÚNEL RECTO

Figura 5.10 Ubicación e imagen túnel Recto.

UBICACIÓN Región : IV Provincia : Coquimbo Ruta : D – 37 - E Alternativa : No tiene TMDA : 200 veh/día HISTORIA Y ANTECEDENTES GENERALES Túnel ferroviario, que fue construido a principios del siglo pasado, aproximadamente 1910, del cual no se dispone de antecedentes históricos de su construcción, sin embargo en la actualidad se encuentra bajo la administración de la Dirección Nacional de Vialidad y para el uso de tránsito vial desde que dejó de circular el tren. Ubicado en la Ruta D-37-E en la IV región, tiene una longitud de 142 m Posee una sola vía de circulación de 3 m con tránsito bidireccional alternado, y un tránsito medio diario anual de aproximadamente 200 vehículos. El túnel se encuentra revestido con mampostería y la calzada de 3,0 m es de grava en toda su longitud, no dispone de pasillos laterales. El Departamento de Túneles se ha encargado de la mantenimiento y conservación de la infraestructura del túnel, mediante una limpieza periódica de los accesos e interior del túnel. El mantenimiento de la ruta la efectúa directamente la Dirección Regional de Vialidad.

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Contrato con empresa privada. Se realiza por Propuesta Pública donde se adjudica a una Empresa Privada, generándose para tal efecto un contrato de mantenimiento, conservación y operación de túneles, bajo la fiscalización directa de la Dirección de Vialidad, mediante el Departamento de Túneles.

Tabla 5.2 Nomina de Túneles por Contrato Túnel Longitud (m) 1 Cristo Redentor 1.564 2 Caracoles 1.460 TOTAL 3.024

ENERO 2002 TÚNEL DEL CRISTO REDENTOR

Figura 5.11 Ubicación e imagen túnel del Cristo Redentor.

UBICACIÓN Región : V Provincia : Los Andes Ruta : 60 Ch (Valparaíso – Límite Chile Argentina) Alternativa : Túnel Caracoles TMDA : 1.666 veh/día HISTORIA Y ANTECEDENTES GENERALES Conscientes de que no existía un corredor que permitiera la comunicación entre Chile y Argentina en forma mas expedita, los gobiernos chileno - argentino, acordaron la construcción de un túnel carretero entre las Cuevas (Argentina) y Caracoles (Chile), adecuando en su diseño las necesidades del tránsito vial y dotado de una estructura operacional necesaria para hacer efectivas las comunicaciones actuales y futuras, reduciendo así los costos y recargos por concepto de seguros y fletes. Cada país fue responsable de la construcción de un tramo de longitud prácticamente equivalente, dentro de su propio territorio, con autonomía financiera y administrativa. La construcción se inició en Enero de 1976 y fue inaugurado el 23 de Mayo de 1980.

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La extensión del Túnel es de 3.080 m, incluye portal y túnel falso. Dispone de una calzada de doble circulación, con pasillos laterales, bajo los cuales se ubican las tuberías de drenaje y un ducto especial para la interconexión eléctrica Chileno - Argentina de 220.000 Volts. El pavimento interior y exterior (accesos) fueron diseñados de acuerdo a las severas condiciones climáticas e incluyen sub-base de materiales filtrantes y bases anticongelantes.

El túnel Internacional del Cristo Redentor, se encuentra ubicado en el Km 207,4 de la Ruta 60 Ch que une la ciudad de Valparaíso, Los Andes y el Límite Fronterizo, con una longitud de 1.564 m corresponden a Chile y 1.516 m corresponden a Argentina, referidos a un límite no oficializado, a una altura sobre el nivel del mar de 3.200 m. Existía un camino alternativo de 10 Km en el sector chileno y argentino cuyo camino es de tierra y angosto, con una altura de 3.850 m.s.n.m donde se encuentra la Estatua del Cristo Redentor. En la actualidad existe como alternativa el túnel distante a 60 m del túnel Cristo Redentor. Actualmente comprado por el Ministerio de Obras Públicas Transporte y Telecomunicaciones (MOP) a Ferrocarriles del Estado (FFCC) y habilitado al tránsito liviano. El túnel está equipado con los siguientes sistemas: Sistema de alimentación: Se hace en base a una Subestaciones de eléctricas (SS/EE) de 150 KVA de 12000-400V. Ubicada en la sala eléctrica en la Casa de Máquinas y Servicios. Tres subestaciones de 75 KVA, 12000-13200 V en el lado Argentino y un autotransformador de 12000 a 13200V de 150KVA. Dispone de Instalaciones para Interconexión Eléctrica Chileno-Argentina de 220.000 Volt, ubicada bajo la vereda derecha entrando al Túnel. Sistema de iluminación: El Túnel está dotado de un sistema automático que comanda el encendido o apagado del conjunto de luminarias de sodio de baja presión en función del nivel de iluminación exterior. Las luminarias están dispuestas en 3 etapas: 1° Zona Portal : 45 luminarias de 90 W y 18 de 180 W. 2° Zona de adaptación : 190 luminarias de 90 W y 126 de 180 W. 3° Zona Interior : 214 luminarias de 90 W y 9 de 180 W TOTAL LUMINARIAS : 602 La unidad de control comanda dos canales independientes de tres etapas c/u. En condiciones normales de operación, siempre hay un canal que permanece en Stand-by. Dado que el Túnel se comanda en dos etapas de iluminación, una de las etapas de cada canal en el equipo permanece de reserva. Circuito cerrado de televisión: Es en base a 15 cámaras de T.V., ubicadas en el interior del túnel, 14 de ellas orientadas hacia el interior y una enfocada hacia el acceso Oeste. Estas cámaras están adaptadas para resistir inclemencias propias de la zona cordillerana. Completan el conjunto 16 monitores ubicados en la Sala de Control en su respectiva consola. Sistema detector de gases tóxicos (CO): Sistema automático del tipo haz único de rayo in-frarrojo que controla las concentraciones de CO en su interior. Este equipo consta de una sola consola de control ubicada en la Casa de Máquinas y Servicios del túnel. Tres conjuntos de

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selectores de muestra, bombas de Aspiración y Analizadores, ubicados en 3 nichos en el interior del túnel (dos en el lado chileno y uno en el lado argentino) a 750 m, de distancia. Treinta sensores ubicados cada 100 m a lo largo del túnel, conectadas diez a cada nicho. La consola de control de monóxido tiene: 1 Inscriptor de papel para los 3 nichos. 3 Señalizadores digitales, los que constan de: encendido, alarma I, alarma II y alarma III; falla (aviso) y canalización bocina. Alarma I enciende en 50 p.p.m. Alarma II enciende en 100 p.p.m. Alarma III enciende en 200 p.p.m. y suena bocina. Sistema de comunicaciones: Consiste en una planta telefónica equipada con 11 citófonos para comunicación interna, separados entre sí a una distancia de 140 m, ubicados en el túnel; 1 teléfono de comunicación directa a la Sala de Comando del lado argentino y un sistema de radio para comunicaciones externas (Los Andes-Valparaíso-Santiago). Para estos citófonos, tiene la mesa telefónica 11 teclas, botones o llaves y 11 ojos de buey luminosos para registro de llamadas y 2 pulsadores, además, una campanilla interna. Sistema de señalización: El túnel está provisto de semáforos en ambos brocales y carteles luminosos ubicados en su interior sobre nichos de teléfonos y extintores de incendio. Toda esta señalización es controlada desde la respectiva sala de comando ubicada en el pupitre de control de la Casa de Máquinas y Servicios. Sistema apertura y cierre portón en boca entrada : Este portón metálico está provisto de 2 hojas comandado por un sistema electromecánico ubicado en el pupitre de la sala de la C.M.S. En caso de fallas se abre mecánicamente desde nichos que guardan las hojas del portón. La guía portón dispone de un cable eléctrico para calefacción (evita congelamiento nieve). Sistema de vigilancia y alarma: Cuenta con una caseta de control en cada brocal las 24 horas del día, con personal calificado para la operación del túnel ante cualquier eventualidad, además de recorridos periódicos a fin de detectar basuras, objetos u otros elementos botados en calzadas y/o cunetas del túnel. No posee sistema de ventilación.

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TÚNEL CARACOLES

Figura 5.12 Ubicación e imagen túnel Caracoles.

UBICACIÓN Región : V Provincia : Los Andes Ruta : 60 CH (Valparaíso - Límite) Alternativa : Cuesta Caracoles, sin uso. TMDA : 1.666 veh/día HISTORIA Y ANTECEDENTES GENERALES Este túnel ferroviario fue construido en 1908. Presenta en una sección del tipo herradura de una superficie aproximada de 20.25 m2, con 1.460 m de largo correspondiente al sector chileno; con una pendiente de 1,971% orientado de Norte a Sur y se encuentra totalmente revestido en hormigón. El lado argentino tiene una longitud de 1.683 m, haciendo un total de 3.143 m. Cuenta con una pista de circulación, que funcionó con tránsito mixto (ferroviario y rodoviario) hasta mayo de 1980 y canaletas de drenaje de 0,5 m a cada lado que hacen un ancho total del túnel de 4,02 m y una altura en el eje de 5,1 m . Dada las características de túnel ferroviario, bajo flujo vehicular, no se ha dotado con sistema de ventilación ni otros equipamientos propio de los túneles viales, salvo un sistema básico de iluminación (ampolletas de 250W cada 10 m). En la actualidad el túnel está destinado a satisfacer sólo la circulación de vehículos livianos como alternativa al túnel Cristo Redentor. Dado el bajo flujo vehicular, no se ha justificado realizar proyectos de implementación de sistemas. Dispone de semáforos, tachas y demarcaciones laterales. Además de nichos de emergencia provistos de extintor y citófono en comunicación directa con los encargados en la sala de máquina. En la actualidad se encuentra operativo, pero sin flujo vehicular.

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Sistema de Concesiones. Esta modalidad permite el mejoramiento de las infraestructuras y equipamiento existente en los túneles, con el fin de mejorar los estándares en las obras construidas con anterioridad.

Tabla Nº 5.3 Nomina de Túneles Concesionados

Túnel Longitud (m) Concesionaria

1 Angostura 347 Autopista del Maipo S.A. 2 El Melón 2.543 Túnel El Melón S.A. 3 La Calavera I 298 Autopista Aconcagua S.A. 4 La Calavera II 300 Autopista Aconcagua S.A. 5 Lo Prado I 2.800 Rutas del Pacífico S.A. 6 Lo Prado II 2.823 Rutas del Pacífico S.A. 7 Zapata I 1.215 Rutas del Pacífico S.A. 8 Zapata II 1.114 Rutas del Pacífico S.A. 9 Chacabuco 2.045 Autopista Los Libertadores

S.A. TOTAL 13.485

ENERO 2002 TÚNEL ANGOSTURA

Figura 5.13 Ubicación e imagen túnel Angostura.

UBICACIÓN Región : Metropolitana y VI Región Provincia : Maipo y Cachapoal Ruta : 5 Sur (Longitudianl Sur) Alternativa : No tiene TMDA : 17.076 veh/día

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HISTORIA Y ANTECEDENTES GENERALES Se inician las obras de construcción del túnel en Enero de 1947, bajo la modalidad de Administración Directa, con personal del Ministerio de Obras Públicas, por intermedio de la Dirección de Vialidad. El túnel Angostura forma parte del Longitudinal Sur con una longitud de 347 m ubicado en el Km 56, Ruta 5-Sur y dirección Norte-Sur, su construcción significó una disminución de 900 m del tramo. La sección de excavación del túnel es de 9,4 m de ancho por 7 m de alto quedando con una altura de clave de 6,35 m y ancho de vía de 7 m (dos de 3,5 m de hormigón) con pasillos de 0,7 y 0,5 m con pendiente de 3,5%. ESTADO DEL TÚNEL ANTES DE LA CONCESIÓN El túnel está totalmente revestido con hormigón de 0,5m de espesor, bóveda con 0,3 m de espesor y zapatas (cimientos) con 1,3 m de ancho medio y 0,5 m de altura. Dispone de sistema eléctrico conformado por una Subestación eléctrica (SS/EE) unitaria de 100 KVA, con distribución de energía en forma longitudinal y un sistema de iluminación, conformado por lámparas de sodio de baja presión ubicadas, en tres niveles lumínicos en zonas de Portales Norte y Sur y un nivel lumínico en sector central, con la siguiente distribución: Portal Norte (2500 lux) : 12 luminarias SOX 90 W y 112 de SOX 180 W Portal Sur (2500 lux) : 12 luminarias SOX 90 W y 112 de SOX 180 W Interior del Túnel (1000 lux) : 26 luminarias SOX 90 W y 92 de SOX 180 W Exterior del Túnel son de 400W : 6 luminarias de 400 W, 3 en cada acceso Durante el período de explotación por administración directa el Departamento de Túneles se encargaba de la limpieza y pintura de los muros interiores y exteriores, además de la reposición y/o reparación del sistema de Iluminación. Dada su longitud y tránsito unidireccional de dos pistas, no fue necesario el requerimiento de sistemas como ventilación forzada, circuito cerrado de televisión, sistema contra incendio, de señalización y control, vigilancia y alarma, y abastecimiento de agua potable. ESTADO DEL TÚNEL DURANTE LA CONCESIÓN El túnel Angostura fue entregado a la Concesionaria Autopista del Maipo S.A. en el año 2000 y desde entonces a la fecha ha sido operada bajo su completa responsabilidad. Durante este período la Concesionaria debe realizar las faenas del mantenimiento y conservación de las obras existentes además de la operación de la ruta. El mejoramiento de la infraestructura del túnel entregado no fue necesario.

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TÚNEL CHACABUCO

Figura 5.14 Ubicación e imagen túnel Chacabuco.

UBICACIÓN Región : Metropolitana y V Región Provincia : de Chacabuco - Los Andes Ruta : 57 CH Santiago - Los Andes Alternativas : Cuesta Chacabuco actualmente operativa TMDA : 6.748 veh/día HISTORIA Y ANTECEDENTES GENERALES Desde antes del año 1950 ya se proyectaba hacer un túnel que uniera fácilmente Santiago con la ciudad de Los Andes, evitando la Cuesta de Chacabuco. La construcción del túnel se inicia en Enero de 1957 por ambas bocas y se termina el año 1972; la demora por su construcción fue causada por seis derrumbes que entorpecieron y prolongaron su construcción entre los años 1957, 1958, 1959 y 1960, lo que originó hacer portales falsos de hormigón, prolongando el largo del túnel hasta 2.045 m con 117 m de bóvedas adicionales. Se entregó el año 1972 totalmente revestido de hormigón armado de 0,2 m de espesor en clave y de 0,5 m de espesor en muros. El pavimento de las dos calzadas (3,5 m c/u) es de hormigón de 0,2 m de espesor. El túnel cuenta con las siguientes instalaciones: Sistema de alimentación eléctrica: Dispone de 2 subestaciones de 100 KV ubicadas en ambos extremos del túnel. En el exterior en cada boca del túnel está ubicado un tablero de distribución eléctrica, compuesto de un interruptor de potencia de 70A que energizan hasta la mitad del túnel y el del sur tiene un interruptor por fase con luz indicadora de tensión. Sistema de iluminación: Consistente en 231 ampolletas ML-250W y E-27 de gas de mercurio ubicadas al lado poniente, además de 14 ampolletas E-27 de 400W de baja presión, ubicadas al centro en cada extremo, o sea, 7 a cada lado. Esta iluminación de ampolletas ML-250W, están colocadas en pantallas con reflector pintado de blanco, que data del tiempo de su construcción.

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Sistema de Ventilación: Solo dispone de ventilación natural, ya que el viento reinante en esa zona es de Sur a Norte. Se hace cada vez necesaria la instalación de una ventilación forzada a causa de períodos diarios de intensa opacidad, gases y humo que demoran en salir del túnel propiamente tal, y que es causado por el aumento de vehículos diesel. Sistema de vigilancia y alarma: Cuenta con una caseta de control en cada brocal las 24 horas del día, con personal calificado para la operación del túnel ante cualquier eventualidad, además de recorridos periódicos a fin de detectar basuras, objetos u otros elementos botados en calzadas y/o cunetas del túnel. Sistema de señalización: Delineadores en muros, tachas reflectantes rojas que demarcan las pistas de circulación, señalización vertical luminosa y semáforos en acceso. Sistema contra incendio: Dispone de red de cañerías contra incendio en su interior, con 3 estanques ubicados en la parte superior de la boca norte de capacidad de 90 m3 total, cuyo abastecimiento proviene por impulsión del sistema mismo compuesto por 2 bombas ubicadas en el lado sur con estanque de recepción de aguas provenientes de las infiltraciones del túnel. El túnel fue operado por personal fiscal hasta Febrero de 1987 y de Marzo de 1987 a Junio de 1998 por Empresa particular por Propuesta Pública y actualmente con cargo a Concesionaria Los Libertadores S.A. ESTADO DEL TÚNEL DURANTE LA CONCESIÓN El túnel Chacabuco fue entregado a la Concesionaria Los Libertadores S.A. en el año 2000 y desde entonces a la fecha ha sido mantenido y operado bajo su completa responsabilidad. Durante el período que el túnel ha permanecido bajo la operación de la Concesionaria, se han efectuado obras de mejoramiento de infraestructura y equipamiento del túnel con el fin de mejorar los niveles de servicio para los usuarios. Estas obras son las siguientes: - Mejoramiento de la red contra incendio, mediante una complementación con el Sistema de Comunicación incorporando un sistema de señal de apertura, señal de alarma de emergencia, citófono de comunicación a sala de control, sistema de cortina de agua (2 unidades). - Cambio del sistema de iluminación. El nuevo sistema cuenta con 528 luminarias con lámparas del tipo SON TP100W, SON T400W, SON T250W y SON T150W. - Instalación del Sistema de Ventilación. Sistema longitudinal, en base a 19 ventiladores de 32 KW-660V, del tipo JET FAN modelo FRTB 125-3-43-57, los cuales en caso de incendio son capaces de disipar una potencia calorífica de 100 MW aproximadamente. - Instalación del Sistema de Señalización. Señalización de máxima velocidad al interior del túnel, semáforos en accesos, paneles de señalización variable en intersección cuesta túnel que indica túnel cerrado o abierto.

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- Instalación del Sistema CCTV, en base a 17 cámaras (Phillips LTC 500/50) con traslape de imagen, conectadas a monitores Phillips LTC 2012 ubicadas en la Sala de Control. - Instalación del Sistema de Comunicación. Red Telefónica de Telecomunicaciones de emergencia, desde el interior del túnel con la Sala de Control, teléfonos ubicados cada 70 m en los nichos de emergencia (28 en total). - Instalación de Sistema de Control de Velocidad, mediante señalización dinámica ( 6 paneles y 6 semáforos) conectada a detectores de velocidad y a la sala de Control, permitiéndole señalar al usuario su exceso de velocidad.

TÚNEL LA CALAVERA

Figura 5.15 Ubicación e imagen túnel La Calavera antes de la concesión.

UBICACIÓN Región : V Región. Provincia : San Felipe. Alternativa : Lado línea Ferrocarriles del Estado (FF. CC.) HISTORIA Y ANTECEDENTES GENERALES El túnel forma parte de la Ruta 5 norte, kilómetro 92,6 en la provincia de San Felipe, V Región. Tiene una longitud de 298 m, flujo bidireccional desde su puesta en servicio el año 1950, hasta Febrero del año 2001, en que se inaugura la construcción del túnel La Calavera II, aumentando la capacidad de la ruta. No existen muchos antecedentes constructivos del túnel salvo que los portales fueron armados con hormigón y en el interior del túnel existe un recubrimiento con hormigón proyectado. El Departamento de Túneles se encargó del mantenimiento del túnel hasta la entrega a la concesionaria, en Febrero del 2001 m, este mantenimiento consistía en limpieza accesos e interior, lavado y pintados de muros, colocación y conservación de tachas reflectantes y delineadores, según programa preestablecido.

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En el año 1984, a raíz de desprendimientos de rocas en un sector se recurrió a reforzarlo en la zona afectada con un anillo de hormigón armado y el resto del túnel con pernos de anclaje, mallas acma y hormigón proyectado en todo su perímetro. El túnel La Calavera I tiene 2 pistas de hormigón de 3,50 m c/u y 2 veredas de 0,68 m c/u. ambos portales revestidos en hormigón y en su interior a cada lado muros de hormigón de 1,20 m de altura. Durante el período que estuvo bajo Administración Directa, dada su corta longitud no se instalaron sistemas de control ni alimentación eléctrica. Como señalización existen letreros viales, demarcación de las vías y tachas reflectantes. ESTADO DEL TÚNEL DURANTE LA CONCESIÓN El Ministerio de Obras Públicas mediante el Sistema de Concesiones adjudica la Ruta 5 Santiago- Los Vilos a la Concesionaria Tribasa posterior quien dejara la concesión a Sacyr. El túnel La Calavera pasa a ser parte de esta ruta concesionada la cual considera en su proyecto la construcción de un nuevo túnel, paralelo al túnel La Calavera I, aumentando en forma inmediata la capacidad del túnel y de la ruta al tener dos túneles unidireccionales de 2 vías cada uno.

Figura 5.16 Túnel La Calavera después de la concesión. Durante este período la Concesionaria ha realizado obras de mejoramiento en el sector de ubicación del túnel, con el fin de mejorar los niveles de servicio de la carretera para los usuarios. Estas obras son: - Construcción y puesta en servicio del túnel La Calavera II, unidireccional de 2 vías aumentando la capacidad de la carretera. - Instalación del Sistema de Iluminación en los accesos e interior de los dos túneles, mediante la instalación de un sistema que entrega dos estados de luz: luz día y luz noche ambos considerando la total visibilidad del usuario al ingresar al túnel. - Personal de operación y rescate permanente de la Concesionaria, no solo en los túneles sino en toda la ruta.

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TÚNEL LO PRADO

Figura 5.17 Ubicación e imagen túnel Lo Prado antes de la consesión.

UBICACIÓN Región : Metropolitana Provincia : Santiago - Melipilla Ruta : 68 Santiago - Valparaíso Alternativa : Cuesta Lo Prado y Cuesta Barriga TMDA : 18.000 veh/día HISTORIA Y ANTECEDENTES GENERALES El desarrollo del transporte por una de las rutas más importantes que une la V región con la Región Metropolitana hizo necesario contar con otra ruta y es así que en 1936 la idea comienza a traducirse en proyectos. El mejoramiento de ésta importante vía culmina con la construcción del Túnel Zapata (1956), cambiando la fisonomía de la ruta; pero la Cuesta Barriga sigue siendo un obstáculo pese al ensanche, cortes y terraplenes, repavimentación y ensanches de calzadas, drenaje, etc., lo que no es una solución para un tránsito rápido y seguro. La alternativa es el túnel Lo Prado. La construcción del túnel se inicia por dos frentes, lado oriente en agosto de 1968 y lado poniente en diciembre del mismo año. Se excavaron 2.745 m de túnel de una sección de más de 80 m2, con un avance promedio de la excavación en el lado oriente de 3,35 m/día y en el lado poniente un promedio de 3,4 m/día. El revestimiento se hizo con hormigón armado de 340 kg/m3 con un espesor mínimo de 0,5 m Junto al revestimiento se inicia la construcción de la losa de cielo con una separación central destinada a ductos de ventilación (inyección y aspiración). Las paredes de los muros laterales se revistieron posteriormente con muriglás. El pavimento es hormigón de 2 vías de 3,5 m c/u con 0,22 m de espesor. El túnel fue inaugurado en septiembre de 1970. En ambos brocales del túnel se tiene una casa de máquina de construcción antisísmica y en las cuales se encuentran todos los equipos e implementos para operar el túnel en forma eficiente y segura.

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ESTADO DEL TÚNEL ANTES DE LA CONCESIÓN El túnel fue operado por más de veinte años con las mismas instalaciones que se inauguraron, los cuales se mejoraron en la medida que se fue necesitando. El equipamiento que se disponía es el siguiente: Sistema alimentación eléctrica: Mediante 2 sub-estaciones de 1000 KVA c/u las cuales están conectadas a la línea de alta tensión de 44KV, una en cada boca. El lado oriente cuenta con 3 transformadores de 500 KVA c/u. El lado poniente cuenta con 2 transformadores de 500 KVA c/u . Sistema de emergencia eléctrica: Se cuenta con 2 bancos de 200AH y 125V de CC. cada uno ubicado en bocas que activan la iluminación de emergencia (luces, cajas escalas, nichos teléfonos sala grupos generadores, comunicaciones, etc.) Grupo Generadores de emergencia : El sistema cuenta con 2 grupos generadores diesel de 500 KVA c/u. Sistema de iluminación: La iluminación del túnel es lateral y en base a tubos fluorescentes y lámparas de sodio de baja presión y distribuida de la siguiente forma: zona de adaptación oriente : 258 luminarias TLF 65 W y 94 SOX 135 W zona de adaptación poniente : 246 luminarias TLF 65 W y 72 SOX 135 W zona central : 978 luminarias TLF 65 W Total luminarias (1.648) : 1482 luminarias TLF 65 W y 166 SOX 135 W Estas 1.648 luminarias están dispuestas a lo largo del túnel en 4 niveles; los primeros 75 m, desde la entrada de los brocales hacia el interior del túnel con 650 lux; los siguientes 48 m, con 350 lux; a continuación 28 m, con 250 lux y el resto 2509 m centrales con 50 lux en la calzada, cuyos niveles lumínicos están sobre los valores recomendados. Además, 664 centros de iluminación en brocales y 40 luminarias de 400 W en accesos. El encendido de las lámparas es automático regulado por 2 celdas fotoeléctricas colocadas en los brocales y 2 tableros de comando ubicados en las salas de comandos. Sistema de ventilación: Sistema transversal con seis ventiladores de inyección, con una capacidad de 480 m3/seg., y 6 ventiladores de aspiración con capacidad de 434 m3/seg., con una renovación del aire cada 3,7 minutos. El aire fresco se inyecta y el viciado se aspira a través de aberturas metálicas regulables que se encuentran en la losa superior del túnel, separada en dos secciones, una para ingreso de aire puro y otra para la extracción de aire viciado. Sistema de vigilancia y alarma: El Circuito Cerrado de Televisión con 22 cámaras situadas a lo largo del túnel y 23 monitores ubicados en la Sala de Comando permite observar la totalidad del túnel y además una en cada brocal, que giran en 180º. Sistema de control de monóxido de carbono (CO): Está formado por cuatro analizadores de concentración de CO, instalados en cuatro nichos ubicados en el ducto de vehículos y que hacen un muestreo en 24 puntos del interior del túnel, durante un período fijo de tiempo y en forma cíclica haciendo pasar muestras a través del analizador, el cual mediante un análisis iónico del gas muestreado, transforma la cantidad de CO en un impulso digital, que es enviado al panel

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de control en la Sala de Comando, que tiene los tableros de control de este sistema y que señalar las necesidades de mayor o menor ventilación. Sistema de alarma de incendio: Se cuenta a lo largo del túnel con 34 casetas de alarma de incendio, y 19 citófonos de comunicación interna, comunicadas con la sala de comando. Red de cañerías de agua, que alimenta a 34 casetas ubicadas a lo largo del túnel, las que tienen mangueras contra incendio de 30 m y 40 extintores de C02 para siniestros derivados de equipos eléctricos. Además se cuenta con 15 extintores de polvo químico que van montados en los equipos y vehículos de rescate. El túnel posee también altavoces que permiten al operador ubicado en la Sala de Comando impartir instrucciones en caso de emergencia al personal o a los usuarios ubicados dentro del túnel. Sistema de comunicación: Planta telefónica que permite comunicar a la Sala de Comando con Santiago, servicio interior con una red de 11 citófonos, para comunicaciones de auxilio. Existe además un sistema de ampliación de audio consistente en dos amplificadores de sonido, un micrófono en gabinete de control, 45 bocinas en ductos de vehículos. Sistema de señalización y control de velocidad: Dispone de 36 semáforos de destello que indican a los usuarios si han sobrepasado la velocidad límite de 60 km/hr (control de velocidad), 2 semáforos en cada brocal, 2 contactores electromecánicos que funcionan desde el gabinete de control de tránsito y control de semáforos. Abastecimiento de agua potable: Este sistema está compuesto por: - Una bomba de pozo profundo instalada. - Dos estanques de almacenamiento, con equipo automático. - Control de Niveles. - Red de impulsión y distribución de agua. - Un equipo clorador. ESTADO DEL TÚNEL DURANTE LA CONCESIÓN En Noviembre de 1998 el túnel Lo Prado I fue entregado a la Concesionaria Rutas del Pacífico como parte de toda la concesión de la Ruta 68, siendo ésta la responsable de la operación, mantenimiento y conservación de toda la infraestructura del túnel. Desde el inicio de la concesión a la fecha se han realizado importantes avances en la infraestructura de la ruta: - Doble calzada en la totalidad de la ruta. - Construcción del túnel unidireccional de 2 pistas Lo Prado II y puesta en servicio Noviembre 2001, aumentando la capacidad de la ruta. - Mejoramiento del túnel Lo Prado I. Cambio del Sistema de Iluminación, mediante lámparas de vapor de sodio de alta presión de 400, 250 y 150 W; de 4 a 18 detectores de CO; de 11 a 34 citófonos; de 45 a 78 megáfonos. Mejoramiento del Sistema de Señalización mediante semáforos de 3 focos A-V-R, semáforo de 2 focos A-A; Sistema de Control de visibilidad, mediante 5 opacímetros con haz luminoso, 3 anemómetros de hélice en interior, 2

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cataviento, 2 anemómetros al exterior. Mejoramiento del Sistema contra Incendio, mediante la instalación de un tubo de cobre en la clave a lo largo del túnel a 28 cajas detectoras de incendio. - Mejoramiento del hormigón de las pistas, mediante un reparado y cepillado de la calzada. - Mejoramiento del recubrimiento del túnel, mediante 3 cm de hormigón proyectado sin fibra hasta 1 m de altura sobre el piso, instalación de paneles reflectantes glassal blanco con una cara esmaltada hasta la altura de 3 m, sobre el hormigón proyectado.

Figura 5.18 Túnel Lo Prado después de la concesión. TÚNEL LO PRADO II Ubicado en forma paralela al túnel Lo Prado I, forma parte de las obras de mejoramiento de la ruta 68 Santiago – Valparaíso, aumentando la capacidad de la vía. Con una longitud de 2.823 m, se encuentra entre el kilometro 21,197 y 24,020, de la Ruta 68 consta de 2 pistas de circulación de 3,5 m de asfalto. Cada una y berma al lado derecho de 1,75 m, con pasillos de 0,58 m y 1,07 m La sección transversal del túnel es de 76,0 m2, altura de gálibo de 5,0 m y altura de clave 6,88 m. El tipo de revestimiento del túnel es de 10 cm de hormigón proyectado sin fibra de acero y paneles reflectantes de acero galvanizado con una cara esmaltada de 3 m de altura. El equipamiento del túnel lo Prado II es el que se indica: Sistema Eléctrico: 2 SS/EE AT/BT de 12 KV/380 V y 400 KVA cada una. Sistema de Iluminación: Lámparas de vapor de sodio alta presión de 400, 250 y 150 W. Sistema de ventilación: Sistema longitudinal de 24 ventiladores tipo JET reversible con potencia motriz de 22 KW pareados en serie.

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Sistema de Control de CO: 18 detectores de CO sujetos a la pared a la altura de 1,5 m Sistema de CCTV: 22 cámaras interiores fijas, 1 cámara exterior móvil y 8 monitores. Sistema de Comunicaciones: Central de postes S.O.S. y 53 citófonos tipo manos libres en poste S.O.S. y 78 megáfonos. Sistema de Control de Velocidad: 6 parejas de espiras magnéticas y estaciones de toma de datos (ETD). Sistema de Señalización: 2 semáforos de tres focos A-V-R, 1 panel alfanumérico de tres filas de 16 caracteres con una parte gráfica, 2 señales límites de velocidad, 2 señales aspa-flecha y 1 panel control de gálibo. Sistema de Emergencia: 2 grupos de electrógenos de 330 KW c/u. Sistema de Control de Visibilidad: 5 opacímetros con haz luminosos. Sistema de Velocidad del Viento: 3 anemómetros de hélice en interior del túnel y 2 catavientos y 2 anemómetros de cazoletas exteriores. Sistema Contra Incendio: Consta de 1 tubo de cobre en la clave a lo largo del túnel conectado a 28 cajas detectoras de incendio y 53 postes S.O.S. y 53 conexiones de red húmeda mas dos en cada portal. Se diseñaron 2 galerías de evacuación peatonal entre el túnel Lo Prado I y II, con un ancho de 3 m y 4,2 m de altura , con una longitud de aproximadamente 136 m y 58 m, ubicadas en los kilómetros 21,8 y 23, 1 respectivamente. Existe una galería de comunicación con un ancho de 5,0 m y 4,2 m de altura ubicada en el kilometro 22,55, para evacuación de vehículos.

Figura 5.19 Galerías de comunicación en Túnel Lo Prado.

Hay que señalar que la puesta en servicio de este túnel estaba programada para noviembre del 2002, sin embargo la habilitación anticipada del túnel fue efectuada en septiembre de 2001.

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TÚNEL ZAPATA

Figura 5.20 Ubicación e imagen túnel Zapata antes de la concesión.

UBICACIÓN Región : Metropolitana y V Provincia : Melipilla y Valparaíso Ruta : 68 Santiago - Valparaíso Alternativa : Cuesta Zapata TMDA : 16.500 veh/día HISTORIA Y ANTECEDENTES GENERALES La construcción del túnel se inicia a partir de 1949 en dos frentes de excavación, con un avance promedio de la excavación fue de 3,95 m/día. Su construcción finalizó en enero de 1955, entrando en servicio ese mismo año. El Túnel Zapata forma parte de la variante Santiago-Valparaíso, Ruta 68, está ubicado de Oriente a Poniente entre el Km 54,955 y 56,178 de la mencionada carretera, precisamente en el límite de ambas regiones; es recto y tiene una longitud de 1.223 m acortando el camino en 5,l Km por menor recorrido y diferencias de características topográficas (grandes gradientes), evitando alrededor de 70 curvas. El túnel está revestido con hormigón sólo en sus dos extremos por una longitud de 105 m, es decir, muros laterales y bóveda de 0,40 m de espesor. A partir de este punto otros 216 m (108 m en cada extremo) que corresponde a revestimiento de muros de 1,8 m de alto y el resto con muros laterales de 0.8 m de altura, la roca descubierta se selló con un mortero de gunita de entre 1 a 2 cm de espesor. Tiene un pavimento de hormigón de 7 m de ancho en dos fajas de 0,18 m de espesor, con dos canaletillas adosadas a las soleras con veredas de 0,45 m c/u. Aproximadamente al centro del túnel y en el costado sur, existe una pequeña galería, perpendicular al túnel, de 8 m de largo, 3 m de ancho y 3 m de altura, desde la cual nace una chimenea de ventilación natural de 230 m que aflora a la superficie del cerro, con una

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inclinación de 45°. Esta galería está completamente revestida en hormigón, no así la chimenea, salvo en su salida. En los brocales del túnel existe revestimiento de cantería en piedra labrada ejecutada en el año 1956. ESTADO DEL TÚNEL ANTES DE LA CONCESIÓN El túnel cuenta con los siguientes sistemas: Sistema eléctrico: Está conformado por una Subestación eléctrica (SS/EE) unitaria de 200 KVA, con distribución de energía en forma longitudinal, sostenida por bandejas. Sistema eléctrico de emergencia: El túnel cuenta con un grupo motor generador marca Volvo-Markon de partida automática conectado al circuito de alimentación de la red eléctrica, evitando peligro de accidentes a los usuarios por corte de energía al quedar el túnel a oscuras. Sistema de iluminación: Está conformado por lámparas de sodio de baja presión ubicadas en tres niveles lumínicos, en el sector central del túnel; 114 luminarias SOX-90W, 384 luminarias SOX-180W y en los brocales 4 luminarias SONT-400W. Abastecimiento de agua potable: Comprende: Bomba, válvula de pié, pozo de hormigón armado, estanque de hormigón armado de 34 m3 y red de impulsión y distribución de agua. Sin embargo se hace cada vez mas necesaria el requerimiento e instalación de los siguientes sistemas: Sistema de ventilación, Sistema de vigilancia y alarmas, Sistema de señalización y control, Sistema de monitoreo por circuito cerrado de TV, Equipos de medición de CO, Red de agua potable y contra incendio. ESTADO DEL TÚNEL DURANTE LA CONCESIÓN En Noviembre de 1998 el túnel Zapata I fue entregado a la Concesionaria Rutas del Pacífico como parte de toda la concesión de la Ruta 68, siendo ésta la responsable de la operación, mantenimiento y conservación de toda la infraestructura del túnel. MEJORAMIENTO DEL TÚNEL ZAPATA I - Instalación del Sistema Eléctrico: 2 SS/EE AT/BT de 12 KV/380 V y 400 KVA c/u. - Mejoramiento del Sistema de Iluminación: Lámparas de vapor de sodio alta presión de 400, 250 y 150 W. - Instalación del Sistema de ventilación: Sistema longitudinal de 8 ventiladores tipo JET reversible con potencia motriz de 22 KW pareados en serie. - Instalación Sistema de Control de CO: 9 detectores de CO sujetos a la pared a la altura de 1,5 m - Instalación Sistema de CCTV: 10 cámaras interiores fijas, 1 cámara exterior móvil y 8 monitores.

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- Instalación Sistema de Comunicaciones: Central de postes S.O.S. y 33 citófonos tipo manos libres en poste S.O.S. y 27 megáfonos. - Instalación Sistema de Control de Velocidad: 4 parejas de espiras magnéticas y estaciones de toma de datos (ETD). - Mejoramiento Sistema de Señalización: 2 semáforos de tres focos A-V-R, 1 panel alfanumérico de tres filas de 16 caracteres con una parte gráfica, 2 señales límites de velocidad, 2 señales aspa-flecha y 1 panel control de gálibo. - Mejoramiento Sistema de Emergencia: 2 grupos electrógenos de 330 KW c/u. - Instalación Sistema de Control de Visibilidad: 2 opacímetros con haz luminosos. - Instalación Sistema de Velocidad del Viento: 1 anemómetro de hélice en interior del túnel y 2 catavientos y 2 anemómetros de cazoletas exteriores. - Instalación de Sistema Contra Incendio: Consta de 1 tubo de cobre en la clave a lo largo del túnel conectado a 28 cajas detectoras de incendio y 53 postes S.O.S. y 53 conexiones de red húmeda mas dos en cada portal. TÚNEL ZAPATA II Ubicado en forma paralela al túnel Zapata I, también forma parte de las obras de mejoramiento de la ruta 68 Santiago – Valparaíso, aumentando la capacidad de la vía. Con una longitud de 1.114,7 m, se encuentra entre los kilómetros 55,023 y 56,138, consta de 2 pistas de circulación de 3,5 m de asfalto cada una y berma al lado derecho de 1,75 m, con pasillos de 0,58 m y 1,07 m La sección transversal del túnel es de 60,01 m2, altura de gálibo de 5,0 m y altura de clave 6,68 m. El tipo de revestimiento del túnel es de 10 cm de hormigón proyectado sin fibra de acero y paneles reflectantes de acero galvanizados con una cara esmaltada de 3 m de altura. El equipamiento del túnel Zapata II es el que se indica: Sistema Eléctrico: 2 SS/EE AT/BT de 12 KV/380 V y 400 KVA cada una. Sistema de Iluminación: Lámparas de vapor de sodio alta presión de 400, 250 y 150 W. Sistema de ventilación: Sistema longitudinal de 10 ventiladores tipo JET reversible con potencia motriz de 22 KW pareados en serie. Sistema de Control de CO: 7 detectores de CO sujetos a la pared a la altura de 1,5 m Sistema de CCTV: 9 cámaras interiores fijas, 1 cámara exterior móvil y 8 monitores.

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Sistema de Comunicaciones: Central de postes S.O.S. y 24 citófonos tipo manos libres en poste S.O.S. y 27megáfonos. Sistema de Control de Velocidad: 4 parejas de espiras magnéticas y estaciones de toma de datos (ETD). Sistema de Señalización: 2 semáforos de tres focos A-V-R, 1 panel alfanumérico de tres filas de 16 caracteres con una parte gráfica, 12 señales límites de velocidad, 10 señales aspa-flecha y 1 panel control de gálibo. Sistema de Emergencia: 2 grupos de electrógenos de 330 KW c/u. Sistema Contra Incendio: Consta de 1 tubo de cobre en la clave a lo largo del túnel conectado a 28 cajas detectoras de incendio y 53 postes S.O.S. y 53 conexiones de red húmeda mas dos en cada portal. Tiene 1 galería de evacuación peatonal de 3 m de ancho y 4,2 m de altura, con una longitud de aproximadamente 33,2 m y 58 m, ubicada en lo kilómetro 55,498.

Figura 5.21 Galería de comunicación en Túnel Zapata.

Hay que señalar que la puesta en servicio de este túnel estuvo programada para noviembre del 2002, sin embargo la habilitación anticipada del túnel fue efectuada en julio del 2001.

Figura 5.22 Túnel Zapata después de la concesión.

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TÚNEL EL MELÓN

Figura 5.23 Ubicación e imagen túnel El Melón.

UBICACIÓN Región : V Región Provincia : Petorca y Quillota Ruta : Longitudinal 5 Norte - Sur Alternativa : Cuesta El Melón TMDA : 9.626 veh/día HISTORIA Y ANTECEDENTES GENERALES La construcción del Túnel El Melón, que comenzó en Noviembre de 1993, tuvo como objetivo ser una ruta alternativa a la actual cuesta del mismo nombre, la cual se emplaza en la Ruta 5 Norte entre las provincias de Quillota y Petorca, V Región. La nueva obra facilita en forma importante el desplazamiento entre las distintas localidades, mejorando substancialmente las condiciones de seguridad y ahorro de tiempo a los usuarios. Por otra parte, esta obra tiene una importancia especial por ser la primera que se construye con el sistema de concesiones. El Túnel está ubicado entre el Km 127,800 y 130,305 de la ruta 5 Norte, tiene 2 pistas de circulación de 3,5 m cada una y pasillos de 0,65 m a ambos lados, que recorren una distancia de 2.505 m Cuenta con instalaciones para su operación normal y con instalaciones para casos de emergencia. Los accesos tienen una longitud total de 1800 m lado sur y 1300 m lado norte con pavimento de hormigón. (2.446 m de túnel propiamente tal y 59 m de portales). Como refuerzos de la roca se utilizaron pernos de 25 mm de diámetro y 3 m de largo, sistemáticos en paradas de aproximadamente 10 pernos cada 1.5 m En zonas parcialmente difíciles (rocas de mala calidad) se instalaron marcos reticulados. Este tipo de marco es ahora estándar en túneles y además de ser mas livianos que los marcos tradicionales (en perfiles), se incorpora e interactúa mucho mejor con el hormigón proyectado. Para el recubrimiento se utilizó hormigón proyectado en dos etapas: aplicación inicial de 5 cm sobre el perímetro total de la excavación y aplicación de una capa final variable de 5 a 10 cm sobre los sectores particulares del perímetro con malla de acero electro soldada de 100 x 100 x

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4,2 mm. Para las faenas de hormigonado se emplearon moldajes metálicos. Es de especial mención el marco - moldaje sobre rieles utilizado para construir los revestimiento laterales del Túnel pues permite la circulación a través de él, de todo tipo de vehículos y equipos. Adicionalmente al revestimiento y fortificación de avance ejecutado con hormigón proyectado de 300 kg/cm2 de resistencia en todo el perímetro del Túnel, se revisten las paredes con hormigón moldaje de 10 cm de espesor mínimo y 250 kg/cm2 de resistencia. Los túneles falsos fueron ejecutados en hormigón H-25. Todos los hormigones se controlan aplicando el criterio de fracción defectuosa menor o igual a 10%. El túnel se encuentra equipado con los siguientes sistemas: Alimentación eléctrica: Para proporcionar al túnel alimentación eléctrica está dividido en sectores Norte y Sur. La compañía de electricidad entrega empalme de 12 KV. independiente para cada sector. En cada sector existe una SS/EE de 1000 KVA formada por un transformador de 1000 KVA. Estos alimentan una Celda de Servicios Auxiliares de C.A. en cada edificio, desde donde se distribuye la energía a los diferentes sistemas. En caso de corte imprevisto de la red normal se mantiene en servicio el sistema alimentador de los circuitos vitales. Este sistema es un inversor Corriente Continua (DC) – Corriente Alterna (AC) alimentado por un banco de baterías de plomo-ácido, el que suministra 220 V AC a ciertos circuitos vitales, para la continuidad del servicio. En segundo lugar actúan los dos grupos electrógenos de 500 KVA c/u ubicados uno en cada edificio. Los que permiten energizar el 26 % del alumbrado y el 50% de la ventilación. Sistema de ventilación: El túnel cuenta con un sistema de ventilación forzada, con barrido semitransversal independiente en cada mitad. El flujo de aire está accionado por 4 ventiladores de inyección de 80 m3/seg., dos en sala de máquinas Norte y dos en la Sur. Total 320 m3/seg. El comando del sistema de ventiladores del túnel se efectúa desde el centro de control en la Sala de Comando Principal y localmente desde cada tablero de control ubicado en el recinto de los ventiladores. Sistema de iluminación: El sistema de iluminación del túnel tiene las siguientes características: - Iluminación de 24 Horas - Iluminación de zonas adaptación visual - Iluminación de zonas de aproximación - Iluminación de los edificios - Iluminación de ductos de ventilación - Iluminación de emergencia El alumbrado interior del túnel es a base de luminarias de sodio de alta presión. En los extremos del túnel se ha instalado una cantidad de luminarias para aumentar el nivel lumínico. El alumbrado externo está constituido por luminarias de sodio en una extensión de 130 m antes de cada entrada, en ambos extremos. El alumbrado de la zona de adaptación visual consta de 270 luminarias de sodio de alta presión, total en las dos zonas.

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El montaje y distribución especial de estas luminarias en ambas entradas permite ofrecer cinco niveles de iluminación con 2323, 1530, 535, 190 y 63.5 Lux. El alumbrado de la zona de aproximación está constituido por luminarias de sodio en una extensión de 130 metros. Son 6 luminarias de 250 W de sodio de alta presión montadas en poste tubular de acero galvanizado. Sistema de vigilancia y alarma: El sistema de alarmas está formado por el equipo detector de gases tóxicos en el túnel y los pulsadores de incendio, cuyas indicaciones y señales se registran en los monitores del Sistema de Control. El sistema de vigilancia está constituido por los siguientes Itemes: circuito cerrado de T.V.(19 monitores en el interior del túnel), sensores de monóxido de carbono y alarmas de incendio (53 pulsadores distribuidos a lo largo del túnel). Sistema de señalización y control: El sistema de señalización está constituido por los siguientes elementos: control de velocidad, consistente en 3 señalizadores luminosos con aviso de sobrepaso de velocidad y 1 gabinete de control de semáforo en sector norte; semáforos, en un número de cuatro por pista que indican si el paso por el túnel está expedito; monitores de estado de funcionamiento de equipos, que indica mediante señales luminosas el estado de funcionamiento o fallas de sistemas o pistas; letreros luminosos, que indican la ubicación de teléfonos y sistemas contra incendio; central telefónica, que proporciona comunicaciones a todo el recinto; equipos de comunicaciones, consistente en 53 teléfonos ubicados en las casetas de incendio y 15 aparatos telefónicos en otros recintos; y un circuito de altavoces constituido por 104 bocinas. Sistema contra incendio: En el interior del túnel existe una red húmeda de cañerías que permite pulverizar agua en los puntos amagados. Además, existen 53 casetas de incendio dotadas de mangueras y extintores tipo A,B,C de 6 kilos cada uno, a lo largo del túnel, además en los lugares donde existen equipos eléctricos. Sistema de agua potable: El sistema de agua potable del túnel está constituido por 3 estanques de acumulación de agua con una capacidad total de 125 m3, uno para la red de incendio ubicado a una cota de 470 sobre el brocal sur y otros dos en cada brocal, destinado a agua potable.

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5.3 EJEMPLO COSTANERA NORTE ¿ESTÁ EL PAÍS PREPARADO PARA EFECTUAR UNA CORRECTA FISCALIZACIÓN? [5]

Costanera Norte cruza la capital de oriente a poniente siguiendo el curso del río Mapocho, ha sido calificada como el proyecto vial más significativo en la historia de las obras públicas chilenas. El proyecto Costanera Norte está formado por dos ejes: El eje oriente-poniente, que nace en La Dehesa y termina en la ruta 68, y el Eje Kennedy. Sumando los dos ejes, Costanera Norte tiene una longitud total de 43 kilómetros. Costanera Norte funciona con un sistema integrado de telepeaje, conocido como flujo libre. Los vehículos no se detienen para pagar peaje, cada uno tiene un dispositivo televía, el que permite a la concesionaria captar en cada pórtico, a través de láser, las veces que se transita en la vía. Además, posee un túnel de 4 kilómetros de largo bajo el lecho del río Mapocho y una trinchera cubierta de 2,2 kilómetros de largo en su margen norte. El túnel conformado por dos viaductos de tres pistas por sentido cada uno, comienza por el poniente, en Vivaceta, y concluye por el oriente en las Torres de Tajamar. Luego, le siguen 600 metros de trinchera no cubierta, la que da lugar a la trinchera cubierta que comienza frente a la Clínica Indisa y finaliza en Puente Lo Sales. La geometría del túnel está diseñada para transitar a 80 km/h. En el Centro de Control Operativo (CCO) trabajan 20 personas, dedicadas a vigilar la carretera urbana, atender los requerimientos de los usuarios y despachar los sistemas de aviso o emergencia, según sea el caso. Al igual que en una sala de cine, los operadores se sientan frente a una pared llena de pantallas y monitores gigantes que registran imágenes de todo el recorrido. Mediante un sistema de mandos, pueden aumentar la imagen o mover las cámaras en todas direcciones, gracias a una comunicación de fibra óptica. El proyecto cuenta con un sistema de detección automática de accidentes, lo que marca la diferencia en caso de emergencias. Éste software funciona a través de las más de 88 cámaras en el interior del túnel, que proporcionan una total visibilidad y acercamiento a cada punto de la vía. La novedad es que el sistema detecta cualquier fenómeno anormal y activa automáticamente una alarma para que los funcionarios del centro de control focalicen su atención en este punto específico y se pueda dar curso a todo el procedimiento en caso de incidentes. En caso de confirmarse una eventualidad, el personal de rescate no demorará más de 10 minutos en llegar al lugar.

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Para contrarrestar riesgos, al interior de los corredores subterráneos existen detectores lineales de calor, que alertan al centro de control si existen cambios bruscos en la temperatura. En caso de incendio, se activarán de manera automática los ventiladores de extracción de humos, que evitan la dispersión de ellos y restringen su paso a los ductos, puertas y salidas del túnel. Asimismo, cada 600 metros la gente contará con vías de escape peatonales al exterior. También hay un sistema de detección por “espiras”, pequeños dispositivos ubicados a lo largo de la autopista que registran el paso de los vehículos. En el túnel, las espiras se encuentran ubicadas cada 500 metros. La idea es detectar si se produce un atochamiento dentro del túnel. Con toda esta tecnología no sólo se pueden aplicar sistemas de contingencia, sino también entregar información valiosa, gracias a un grupo de paneles de mensajería variable que pueden cambiar, según sea el caso. En el interior del túnel hay paneles (aspa-flecha) ubicados cada 200 metros que indican de manera independiente el cierre o apertura de cada carril si es que se ha producido algún incidente. Incluso, permiten desviar tránsito a una distancia de aviso perfectamente visible y seguro para el conductor. Existe un sistema de megafonía con 30 zonas de altavoces estratégicamente ubicados con el fin de asistir y dar instrucciones a un usuario en problemas. Incluso se puede utilizar para advertir a un conductor que va muy rápido o que está adelantado por la derecha y así evitar inconvenientes. Entre los sistemas de detección y el Centro de Control se encuentra otro elemento: subestaciones eléctricas que registran, analizan y operan toda la actividad energética de la vía. Estos recintos, que están en una especie de segundo piso sobre la autopista, entregan energía a los extractores, ventiladores, sistemas de iluminación, paneles de mensaje variables, plantas elevadoras, espiras y un sinfín de elementos que necesitan de electricidad para funcionar. Los equipos que distribuyen la alimentación de Costanera Norte poseen además una serie de pantallas donde se puede ver y establecer parámetros de iluminación, sistemas de alarma, chequeo de puertas vehiculares y otros sistemas de control. Además exhibe los niveles de CO2 (dióxido de carbono) y de opacidad, para que no existan problemas de oxigenación y visualización al interior del túnel. En relación con lo anterior, cuenta con modernos sensores de medición de dióxido de carbono, nivel de opacidad, anemómetros, sistemas de iluminación, entre otros datos, que son analizados por el centro de control. Por otro lado, en la zona subterránea se incluyen una red húmeda y extintores de polvo seco junto a cada poste de emergencia, los que están situados cada 50 metros, todos conectados con un teléfono al centro de control.

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También hay pequeñas centrales de comunicaciones donde los operadores de telefonía móvil tienen instalados sus sistemas, de manera tal que los conductores hablen por sus celulares sin problemas mientras están bajo tierra. El túnel cuenta con un banco de baterías y una UPS asociada, la que inyecta energía en caso de un corte del suministro, hasta que comiencen a correr los generadores independientes que posee Costanera Norte. Las infraestructuras que tiene Costanera Norte cumplen con estándares internacionales, es por ello que es importante preguntar ¿Cómo se está fiscalizando? Bueno dentro del recorrido de la investigación se pudo observar que todas las obras concesionadas se rigen principalmente por las bases de licitación, en ellas se entregan todos los criterios para desarrollar un buen proyecto, que más adelante deberá ser inspeccionado, en los casos en que no exista una normativa chilena acorde, se diseña con normativas extranjeras (establecida en las bases de licitación), un ejemplo es la iluminación, las bases señalan que se debe recurrir a la norma CIE (Comisión Internacional de Iluminación) 88 “Guide for lighting of road tunnels and underpasses” , para el diseño de iluminación en túneles. Por lo tanto, cuando sea necesario fiscalizar que las obras fueron desarrolladas se encuentran acorde a lo establecido, el ente fiscalizador deberá recurrir a la norma CIE 88 para observar que realmente se estén cumpliendo los requerimientos. 5.4 ANÁLISIS CRÍTICO DE LOS TÚNELES Para analizar los túneles debemos comenzar clasificándolos, esta clasificación se realiza en base a la tabla 2.1 “Resumen requisitos mínimos de medidas estructurales para túneles por condicionantes de seguridad vial”. Los túneles con longitudes menores a 500 m no están considerados dentro de ésta tabla, sin embargo, túneles como El Farellón, Jardín Botánico, Puclaro, La Calavera y Angostura poseen un TMDA extremadamente alto, lo que implica tener resguardos adicionales, sobre todo en aspectos relacionados con la seguridad. Los túneles Farellón, Puclaro, Curvo, Recto y Jardín Botánico, son túneles que están bajo la conservación del Departamento de túneles, de ellos los cuatro primeros no poseen ningún tipo de elemento de seguridad (como iluminación y semáforos en las bocas) en caso de algún incidente, a diferencia del túnel Jardín Botánico que si tiene estos elementos. Por otra parte, están los túneles concesionados La Calavera y Angostura, por ende poseen todos los elementos necesarios para una buena operación. Un ejemplo de la importancia que tiene la seguridad es el túnel Curvo, dado que no posee ningún tipo de elemento de seguridad, con tránsito bidireccional alternado y forma curva, se generan problemas de visibilidad importante en sus bocas, por lo que se hace indispensable la implementación de un semáforo. Los túneles Chilenos están clasificados en 3 grupos según su longitud y TMDA (en base a la tabla 2.1)

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1. Túneles con TMDA < 2.000 y longitudes entre 500 a 1.000 m 2. Túneles con TMDA < 2.000 y longitudes > 1.000 m 3. Túneles con TMDA > 2.000 y longitudes entre 1.000 a 3.000 m 1. Túneles con TMDA < 2.000 y longitudes entre 500 a 1.000 m En este primer grupo se encuentran los túneles Las Astas, Las Palmas y Pedro Galleguillos, los dos primeros, túneles ferroviarios de una sola pista y, el último, de dos pistas bidireccional, todos ellos sin ningún tipo de elemento de seguridad. Cabe señalar que se hace importante el considerar elementos mínimos como iluminación, semáforos, señales de seguridad y elementos contra incendio (extintor), Las Astas y Las Palmas se encuentran en rutas poco transitadas por lo que se dificulta aún más la ayuda en caso de accidente. En la tabla 5.4 se hace un paralelo entre los elementos que por normativa deben poseer y los que tiene actualmente. Tabla 5.4 Elementos mínimos existentes en túneles con TMDA < 2.000 y longitudes entre

500 a 1.000 m

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2. Túneles con TMDA < 2.000 y longitudes > 1.000 m En este grupo se encuentran los túneles Caracoles, Cristo Redentor y Las Raíces. Caracoles y Las Raíces son antiguos túneles ferroviarios que poseen espacios mínimos y mínimos elementos de seguridad para la longitud que poseen. El túnel Cristo Redentor se encuentra con algunos elementos de seguridad, pero aún está muy deficiente para ser uno de los principales lugares de paso entre Chile y Argentina.

Tabla 5.5 Elementos mínimos existentes en túneles con TMDA<2.000 y longitudes > 1.000 m

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3. Túneles con TMDA > 2.000 y longitudes entre 1.000 a 3.000 m En este grupo se concentran la mayor parte de los túneles concesionados (Chacabuco, Lo Prado, Zapata y Melón) y por lo mismo son túneles con un estándar más adecuado a los extranjeros, en la tabla 5.6 se muestra el equipamiento que posee cada túnel haciendo un paralelo con la normativa, se puede observar que los túneles poseen la mayor parte de los equipamientos necesarios para una buena explotación. Sin embargo, el túnel Chacabuco aunque cumple con las normativas tiene elementos que están deficientes como iluminación debido a que no tiene un buen revestimiento y lo hace un oscuro, por otro lado, está el espacio que existe una especie de socavón entre las paredes y la solera muy peligroso, lugar por el cual es imposible transitar en caso emergencia. Tabla 5.6 Elementos mínimos existentes en túneles con TMDA > 2.000 y longitudes entre

1.000 a 3.000 m

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Por otro lado, esta el túnel La Grupa que si bien entra en ésta clasificación no posee ningún tipo de equipamiento, en vista a lo anterior es que en la actualidad se está trabajando en un proyecto de concesión para este túnel, el que consiste en un ensanche y equipamiento, las bases de licitación indican que se debe realizar el estudio preliminar de ventilación, sistema de monitoreo, video, etc. ya que es fundamental dejar los espacios necesario para su futura implementación, debido a que no se encuentran considerados en esta primera etapa. Cabe señalar que en vista a la gran brecha que hay entre túneles concesionados y túneles bajo la administración directa, se hace necesario generar una clasificación más adecuada a la realidad Chilena, generando aportes para que los túneles no muestren una brecha tan grande, es por ello que en la tabla 5.7 se muestra una nueva clasificación adecuando el equipamiento al volumen de tránsito a través de ellos.

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Tabla 5. 7 Propuesta de equipamiento mínimo.

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CAPÍTULO 6

CONCLUSIONES El presente trabajo de investigación pretende plantear el concepto de seguridad vial en túneles, producto de las consecuencias graves que puede tener un accidente que suceda al interior de ellos. Aunque los accidentes en túneles son un tercio de los que se producen a cielo abierto, su severidad es mucho mayor y generalmente son muchas las vidas humanas que se pierden cuando ocurre este suceso. En cuanto a la tipología de accidente, éstos pueden ser producto de alcances laterales o contra los muros, y frontales si un túnel es bidireccional. Por ello, es importante que los túneles tengan las garantías suficientes de seguridad, para lo cual es necesario adoptar una serie de medidas de protección de su infraestructura, instalaciones, equipamientos de seguridad y protección. Ante estas expectativas, se hace necesario normativas adecuadas, minuciosas y precisas que determinen el equipamiento mínimo con que deberá contar un túnel, de esta forma disminuir el nivel de riesgo de los usuarios que circulan por su interior. Por otro lado, es de suma importancia que todos los involucrados en el proyecto, construcción y explotación, tomen conciencia de lo fundamental que significa proteger las vidas de los usuarios de las vías. Es así como se debe partir de lo esencial, que es realizar el proyecto de ingeniería tomando en consideración todas las condiciones de borde que puedan influir directamente en la seguridad de la circulación de vehículos como geometría, TMDA (Tránsito Medio Diario Anual), porcentaje de vehículos pesados, la existencia de tránsito de mercancías peligrosas, las instalaciones y equipamiento. Con medidas bien aplicadas, los encargados de proyectar, construir y explotar estas obras de infraestructura carretera pueden lograr que el nivel de seguridad al interior del túnel sea el óptimo, racionalizando la explotación de manera tal que las inversiones efectuadas no sean excesivas y exista siempre un alto nivel de seguridad. Chile es un país que está comenzando a adoptar el concepto “seguridad vial”, en gran parte producto del explosivo aumento de proyectos de infraestructura vial que ha generado la construcción de túneles urbanos. Éstos, además de ser en sí proyectos complejos (por su construcción), se suma el factor de la densificación de la ciudad (lo que involucra una gran cantidad de usuarios), por lo tanto, no se debe escatimar en medidas de seguridad, control y evacuación. Las normativas deben ser claras y precisas, sobretodo cuando se incorpora el concepto de seguridad vial, es por ello, que el Departamento de Seguridad Vial, de la Dirección de Vialidad, del Ministerio de Obras Públicas, Transporte y Telecomunicaciones está en la etapa final del desarrollo del volumen Nº 6 del Manual de Carreteras. Este volumen, al cual se tuvo acceso (aún en versión preliminar), considera todos los elementos de seguridad necesarios según el TMDA (Tránsito Medio Diario Anual) y la longitud de los túneles. La clasificación que se realiza a los túneles está dada por la Convención de Viena. Sin embargo, durante la revisión y análisis del proyecto norma, se encontró que existen puntos que actualmente

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resultan innecesarios. Por ejemplo, dentro de esta clasificación se considera colocar semáforos dentro del túnel cada 1.000 m para longitudes superiores a 3.000 m, lo que resulta por decir lo menos insólito, ya que en la actualidad existen elementos mucho más efectivos tales como las señales aspa-flecha y los paneles de señalización variable, que proporcionan al usuario información más rápida y precisa y en tiempo real, al momento de producirse un incidente. Esta tecnología permite alertar a los conductores con mayor anticipación al momento de cerrar una pista dentro del túnel, evitando por ejemplo que se produzcan colisiones cuando existe un vehículo detenido. Esta nueva normativa, si bien incorpora definiciones y equipamientos que proporcionan al usuario un mayor nivel de seguridad, se generó en base a normativas Europeas (principales innovadores en tecnología aplicada a la gestión de incidentes dentro de los túneles, producto de grandes catástrofes ocurridas a fines de los años 90). El tener una nueva normativa con estas características es un punto de partida, pero se han obviado etapas clave en la concepción de una norma chilena. Es en este aspecto donde se deben centrar las futuras versiones del volumen Nº 6 del Manual de Carreteras, principalmente en una actualización y adaptación a las conductas propias de los usuarios chilenos, las cuales distan mucho de las conductas propias de los usuarios europeos. Actualmente, los túneles son diseñados en base a los volúmenes 2 y 3 del Manual de Carreteras. El primero considera el diseño en alzado y planta del túnel, mientras que en el segundo se considera la geometría del túnel, estudios de ingeniería básica, criterios de diseño estructural y el equipamiento en forma muy generalizada, entregando recomendaciones de las normativas extranjeras a utilizar. Por ejemplo: los requerimientos de ventilación, deben determinarse conforme a las recomendaciones de PIARC (Permanent International Association of Road Congresses) del año 1995. Otros aspectos de seguridad están detallados en forma más extensa en el volumen Nº 6 del Manual de Carreteras como: iluminación, leyes de tránsito, revestimiento, señalización, etc. En este volumen se detalla ampliamente la norma internacional CIE (International Commission on Illumination). Es en el aspecto normativo donde aún se resulta complicada la fiscalización. Las normativas nacionales que se encuentran vigentes no tienen incorporada la seguridad vial, por ende se debe recurrir a normativas extranjeras, que en general son de difícil acceso. Es por ello, que la mayor parte de la fiscalización se realiza con las bases de licitación. Actualmente resulta complejo conseguir información exacta de túneles, en el caso del TMDA los puntos control en la mayoría de los casos están muy alejados, con excepciones como los túneles Del Cristo Redentor y Las Raíces. En el caso de accidentes, lo usual es conseguir información a través de la CONASET (Comisión Nacional de Seguridad de Tránsito), pero lamentablemente no tienen incorporadas en sus registros estadísticas de túneles. Estos dos aspectos son fundamentales a la hora de realizar un análisis desde el punto de vista de la operación y la seguridad vial en túneles, es por ello que fue necesario realizar una búsqueda mucho más minuciosa para obtener esta información, la cual fue recabada en el Departamento de Seguridad Vial, de la Dirección de Vialidad, del Ministerio de Obras Públicas.

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Es importante conocer lo que sucede hoy en día con los túneles chilenos, en base a estas normativas. Es por ello que se generó un paralelo de los estándares de seguridad vial en túneles en el ámbito internacional, con la realidad chilena. Los túneles concesionados cumplen completamente con los estándares internacionales, sin embargo, los túneles que tienen el mantenimiento y conservación a cargo del Estado, aún se encuentran muy lejos de poder ser comparados con túneles que cumplen los niveles óptimos de seguridad de la circulación vial. Es complejo observar que el elemento condicionante de la calidad de las rutas sea el volumen de tránsito, es en este aspecto que las autoridades deben trabajar para entregar un buen servicio y por ende resguardar la vida de los usuarios. Lo importante a considerar en los túneles no concesionados es la necesidad de condiciones mínimas para evitar riesgos, como por ejemplo la instalación de semáforos en las bocas, que en lugares alejados y con un bajo equipamiento se hace fundamental su implementación. No hay que dejar de desmerecer que las autoridades, aunque en forma muy lenta, están trabajando en este sentido, es por ello que al igual que el túnel Jardín Botánico (no concesionado, con buen equipamiento), se está desarrollando un proyecto para el ensanche y equipamiento del túnel La Grupa, aunque producto de poco presupuesto no se implementarán todos los elementos necesarios, que sí se contemplan para el futuro. Finalmente, es imprescindible tener conciencia que las vidas humanas son invaluables, por lo cual no se debe escatimar en medidas de seguridad. Es preciso generar una aceptación de los usuarios de que la seguridad total no existe, pero sí se puede trabajar para disminuir el nivel de riesgo de protagonizar un accidente de tránsito.

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BIBLIOGRAFÍA [1] Andurive, Osvaldo et al (2000) Manual de túneles y obras subterráneas. [2] Asociación Española de la Carretera, Revista “CARRETERAS”, Extraordinario

2000 “TÚNELES: Equipamiento y Seguridad”. [3] Convención de Viena Disponible en:[http://www.race.es/seguridad_vial/europa_tuneles.htm] [Consulta Septiembre 22 de 2005] [4] De Solminihac T., Hernán (2000) “Gestión de Infraestructura Vial”, pág.

438-446. [5] Diario El Mercurio, Ediciones Especiales, “Costanera Norte: Inauguran un

gigante de la ingeniería”. [publicado 12 de abril de 2005] [6] Espinosa, Lorenzo (2003) II Curso sobre seguridad en túneles “Detección de

Incendios”. [7] Estefanía, Samuel (2003) II Curso sobre seguridad en túneles “Resistencia al

fuego”. [8] López Guarda, Rafael (2003) II Curso sobre seguridad en túneles “El reto de la

seguridad en túneles”. [9] López Guarda, Rafael “Medidas y Medios técnicos de autoprotección en

túneles”. Disponible en: [http://www.proteccioncivil.org/informes/tuneles/proyec02-02.htm]

[Consulta Septiembre 15 de 2005] [10] Manual de Carreteras Vol. 3 “Instrucciones y criterios de diseño” (2002) Sección

3.800 “Túneles”. [11] Manual de Carreteras Vol. 6 “Seguridad Vial” (Versión Preliminar Junio 2004). [12] Manual de Carretera Vol. 7 “Mantenimiento Vial” (2000) Sección 7.203

“Túneles”. [13] Ministerio de Obras Públicas, Departamento de Túneles “Túneles Viales en

Chile”. [14] Romana, Manuel (2003) II Curso sobre seguridad en túneles “Lecciones de

varios incendios”. [15] XXI Congreso Mundial de la Carretera Word Road Association PIARC 3 – 9 Oct.

1999 – KUALA LUMPUR “Transporte de mercancías peligrosas a través de los túneles de carretera”.

[16] XXI Congreso Mundial de la Carretera Word Road Association PIARC 3 – 9 Oct. 1999 – KUALA LUMPUR “Túneles de carretera”.