Ventilacion en Tuneles.docx

7/25/2019 Ventilacion en Tuneles.docx

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UNIVERSIDAD NACIONAL DANIEL ALCIDES CARRION

ESCUELA DE FORMACIN PROFESIOMAL INGENIERIA CIVIL

CONTENIDO

I.Introduccin:........................................................................................................................................3

II.Marco terico......................................................................................................................................4

II.1. SISTEMA DE VENTILACIN:.................................................................................................................................. 4

II.2. TIPOS DE VENTILACIN........................................................................................................................................ 5

II.2.1. Ventilacin natural.................................................................................................................... 5

II.2.2. Ventilacin artificial................................................................................................................... 8

II.3. LA VENTILACIN: CONSIDERACIN PARA EL DISEO DE TNELES....................................................... ....12

II.3.1. Parmetros que Influyen sobre la Ventilacin................................................................................13

II.3.2. El Accidente del Mont Blanc......................................................................................................14

II.3.3. ecciones A!rendidas............................................................................................................. 14

II.4. NORMAS NACIONALES Y/O EXTRANJERAS SOBRE LA VENTILACIN EN TNELES.................................15

II.".1. #e$lamenta %acional de Edificaciones & '.()(.............................................................................15

a) Excavaciones Subterrneas: Tneles, Piques, Chieneas, !aleas, Cruceros, Etc"............................15

II.".2. Manual de *arreteras+ ,-neles+ Muros y bras *om!lementarias #./. %0 1)2(1"M,*.......................15

a Instalaciones del ,-nel............................................................................................................15

II.".3. Metodolo$a de Anlisis de #ies$o en ,-neles de la #ed de *arreteras del Estado & Ministerio de 4ME%,

Es!a5a 63( de mayo del 2(12........................................................................................................ 18

a Anlisis de #ies$o................................................................................................................. 18

a.1 Ventilacin y /emas Medidas de 7e$uridad Insuficiente8...................................................................18

II.".". #eal /ecreto 93):2((9 & Ministerio de 4omento & Es!a5a..............................................................18

a Ventilacin......................................................................................................................... .. 18

II.".). Manual de ,-neles de *arreteras de la AIP*# 6Asociacin Mundial de *arreteras...............................19

a Ventilacin......................................................................................................................... .. 19

II.5. DISEO DE VENTILACIN................................................................................................................................... 20

II.).1. /ise5o del 7istema de Ventilacin 4or;ada..................................................................................20

VENTILACIN EN TUNELES


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A *audal y 7eccin -til+ *lculo de la Velocidad del Aire8...................................................................23

II.. E!"IPOS DE VENTILACIN DE T"NELES........................................................................................................ 3#

II.9.1. Ventilacin %atural..................................................................................................................38

II.9.2. Ventilacin Industrial...............................................................................................................38

II.$.COMPONENTES DE "N VENTILADOR DE T"NEL............................................................................................. 3%

II.#. PLAN DE CONTIN&ENCIA 'RENTE A "N INCENDIO......................................................................................... 42

II.


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I. INTRODUCCIN:

Histricamente, el primer motivo para instalar sistemas de ventilacin en los tneles era la

reduccin de los niveles de contaminacin. un!ue las emisiones de contaminantes de

los ve"#culos "an disminuido dr$sticamente durante las ltimas d%cadas, esta &uncin

si'ue siendo importante ( se de)e tener especialmente en cuenta durante la etapa de

pro(ecto. *n al'unos casos, la ventilacin natural de)ida al e&ecto pistn de los ve"#culos

en movimiento puede ser su&iciente para satis&acer las necesidades de calidad de aire en

condiciones normales. +a necesidad de un sistema de ventilacin se evala teniendo en

cuenta la lon'itud del tnel ( el tipo de tr$&ico )idireccional o unidireccional- ( sus

condiciones la posi)ilidad de con'estin-.

+os mismos &actores determinan los re!uisitos de ventilacin en situaciones de

emer'encia, especialmente en caso de incendio. +a presencia de otros e!uipamientos o

instalaciones, como salidas de emer'encia por eemplo, tam)i%n se de)e tener en cuenta.



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II. MARCO TERICO

II.1. SISTEMA DE VENTILACIN:

%a necesidad de instalar al-n sistea de ventilacin arti.icial en un tnel viene dada /or su lon-itud,

si se trata de un tnel unidireccional o bidireccional 0estos ltios requieren en ucha a1or edidala ventilacin) 1 el tr.ico 1 su co/osicin 0cuanto s alto sea el /orcenta2e de caiones, s/reciso ser ventilar)"

%as necesidades de ventilacin en los tneles de carretera, debido a las eisiones de -ases 1huos de la cobustin, /roducidos /or los veh3culos que circulan /or los isos, exi-e lai/lantacin de sisteas .or4ados, que sean ca/aces de diluir 1 evacuar los huos 1 -asescontainantes"

%a ventilacin es necesaria /or dos causas:

a) Mantener durante la explotacin unas condiciones de lipie!a " ausencia decontainantes en el aire #ue respirar$an las personas #ue circular%n por el t&nel.

Esto obviaente es necesario .undaentalente en los tneles de carreteras, en que los veh3culosque discurren son containantes /or la quea de los carburantes"

En el caso de tneles .erroviarios no ser3a necesaria la ventilacin /ara cu/lir esta .inalidad, debidoa las si-uientes causas:

%os veh3culos .erroviarios son en -eneral el5ctricos 1 /or tanto no /rovocan containacin" El /aso de veh3culos .erroviarios en un tnel tiene una .recuencia u1 in.erior a la que se

tiene en el caso de tneles carreteros"

El /ro/io /aso de un convo1 .erroviario /rovoca un e.ecto /istn s arcado cuanto a1orsea la velocidad del veh3culo, que .avorece la renovacin del aire"

b) 'a (entilacin tai*n dee peritir una e+ora de las condiciones de se,uridad delt&nel en caso de incendio- tanto por la extraccin directa del uo procedente delcitado incendio- sin /eritir que se extienda a todo el desarrollo del tnel, coo /or/eritir la entrada de aire .resco que ha-a de barrera a la citada ex/ansin"

Con las exi-encias de se-uridad actuales, suele ser s liitativo el dise6o e la ventilacin .rente alries-o de incendio que /or anteniiento de la calidad del aire, incluso /ara tneles carreteros, 1es/ecialente con a1or in.luencia en los casos en que los tneles /resenten a1or lon-itud" En

estos casos, coo en la a1or /arte de las obras de in-enier3a, ha1 que lle-ar a un /unto deco/roiso entre el /tio de se-uridad 1 la 2usti.icacin de la inversin, cu/liendo sie/re lanorativa existente" %a ventilacin debe antener en todo oento una calidad de aire adecuada 1-aranti4ar una visibilidad su.iciente"

Su diensionaiento ha de reali4arse teniendo en cuenta las condiciones de concentracin xia,que se dan con tr.ico lento, /ero la tendencia actual es la de conse-uir ades una eliinacinr/ida de los huos 1 -ases en caso de incendio"



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Para la ventilacin se a/lica el criterio de dis/oner detectores 0detectores de C#, aneetros,o/ac3etros) 1 tener /revista una reaccin ante las /osibles incidencias que re.le2en, con un.uncionaiento autotico"

II.2. TIPOS DE VENTILACIN

%os ti/os de ventilacin var3an desde la natural, debida a la di.erencia de /resin entre las bocas /orcondiciones cliticas, hasta la transversal, /asando /or la lon-itudinal 1 la seitransversal"

%a eleccin del sistea de ventilacin de/ende de una serie de .actores entre los que se encuentranla lon-itud del tnel, la intensidad de tr.ico que so/orta, -astos de ex/lotacin, se-uridad en casode incendio, etc"

II.2.1. V()*+,-+) )-*-,

%a ventilacin natural est sie/re /resente en todos los tneles 1 en ausencia de un sistea deventilacin arti.icial, es la que deterina el sentido de circulacin del aire en el interior de 5stos" %aventilacin natural de un tnel, se debe a la interaccin de los e.ectos que /roducen los cuatro.actores si-uientes:



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- D+(()+- ( 6(+) ()*( ,- 78- (, *9)(,.

Cuando el aire exterior existente en las dos bocas del tnel /osee una /resin di.erente, el airecircular /or el interior del tnel en el sentido de a1or a enor /resin, es decir, de la boca cu1oaire exterior se encuentre a a1or /resin hacia la boca cu1o aire exterior se encuentre a enor

/resin" En este caso, el oviiento natural del aire se /roduce /or el equilibrado de /resiones"Este co/ortaiento del aire, no es s que un co/ortaiento eteorol-ico que se /resentaconstanteente en la ats.era"

%a locali4acin -eo-r.ica de las bocas, condiciona en -ran edida la di.erencia de /resin a la quese encuentran" Esto es as3 /or lo si-uiente: durante el d3a, en los valles, debido a la a1or insolacinrecibida, se .oran 4onas de altas /resiones en contra/osicin con las 4onas en /endiente de lasladeras de las onta6as, las cuales al ser enos calentadas /oseen enor /resin" Tabi5n, lasbocas que se encuentren en solanas tendrn s /resin que las que se encuentren en ubr3as"

Por lo tanto, es de es/erar, que cuando el d3a se ha caldeado, las bocas que dan a los valles o est5nen solanas, est5n sobre/resionadas res/ecto a las bocas que estn a edia ladera o en ubr3as 1que /or tanto, se estable4ca una circulacin del aire de la boca del valle o en solana, hacia la bocasituada a edia ladera o en ubr3a"

Por el contrario, durante la noche, es /robable que este sentido de circulacin se invierta en lasbocas situadas en los valles, debido a que el en.riaiento de los isos es s r/ido que en laonta6a 0/or e.ecto de la a1or contrairradiacin de estos al es/acio)"

7 V+()*8 8+)-)*( () (, (;*(+8 (, *9)(,.

Cuando existe viento en el exterior del tnel, el aire lle-ar a al-una de las bocas del tnel con una

cierta velocidad" Si la direccin del viento es s o enos siilar a la del tnel, el aire tender a/enetrar /or la boca a la que lle-a" Esto, /roducir una circulacin del aire en el interior del tnel, enel iso sentido 1 direccin que el viento del exterior" Por lo tanto, el sentido de evacuacin dehuos en el interior de un tnel, /uede estar condicionado /or el viento reinante en el exterior deliso"

En el caso de /resentarse un incendio dentro de un tnel, cuando existe en el exterior un viento decierta a-nitud, este /uede condicionar totalente el oviiento del huo"

P()+()*( (, +)*(+8 (, *9)(,.

Si /or cualquier circunstancia, el aire existente en el interior del tnel auenta de te/eratura,entonces el oviiento del aire se-uir un co/ortaiento convectivo, tendiendo /or lo tanto ades/la4arse /endiente arriba" Cuando la te/eratura exterior es ba2a, el aire existente en el interiorde los tneles suele estar s caliente que el del exterior 0e.ecto abri-o), /or lo que aquel, tabi5ntender a des/la4arse /endiente arriba" El calor de los otores de los veh3culos 1 los -ases decobustin ex/elidos, tabi5n contribu1en a elevar la te/eratura del aire en el interior del tnel"



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7e lo ex/uesto se deduce, que los oviientos convectivos /endiente arriba sern considerables encaso de /resentarse un incendio 1 esto es al-o que habreos de tener u1 en cuenta a la hora denuestra intervencin"

E(*8 6+*)

Este e.ecto es el que /roducen los veh3culos al circular /or el tnel, sobre todo en los tnelesunidireccionales"

Este e.ecto es u1 i/ortante en los tneles .erroviarios unidireccionales 1a que el tren al circular/or el tnel 8hace de /istn9 e/u2ando el aire que se encuentra a su /aso, de anera que ante eltren se -enera una 8bolsa9 de aire con una /resin su/erior a la noral"

En conclusin, debido a que la ventilacin natural, se debe a la cobinacin de los e.ectosex/uestos, el resultado .inal no se /uede /rever de anteano 1a que, de/ender de las condicionesatos.5ricas que se den en cada oento 1 de si los e.ectos se suan o se contrarrestan"

*s3 /or e2e/lo, un tnel en /endiente, en donde a/arece un .ue-o, cabr3a es/erar en /rinci/io queel huo se des/la4ara /endiente arriba, /ero si la boca del tnel que est s arriba deseboca enun valle recalentado /or el sol, lo s /robable ser que el huo descienda /or la /endiente, /arasalir /or la boca s ba2a"

En este caso, el .actor doinante habr3a sido, la di.erencia de /resin entre bocas"

El oviiento del aire natural en el interior de los tneles es tan i/ortante, que a /artir de unacierta lon-itud 0s de ;; etros en -eneral) se les dota de un ecaniso que calcula el sentido 1la .uer4a del viento en su interior"

Este ecaniso, nos /erite /lani.icar e2or los /asos a se-uir en caso de tener que intervenir enla extincin de un incendio"



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( A,-)( ( ,-


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de todo 5l" Pero en este caso, el aire se succiona del exterior /or una tobera, situada encia de laboca del tnel, que est /rovista de un ventilador -rande" Este aire succionado, se in1ecta en elinterior del tnel /or la /arte su/erior de 5ste, a trav5s de una ra/a que .ora con el tnel unn-ulo de unos


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%a ventilacin lon-itudinal se consi-ue, con ventiladores axiales colocados en la clave del tnel 1 laextraccin en el /unto edio se consi-ue, con un -ran ventilador>extractor colocado en el /o4ocentral, que i/ulsa el aire viciado hacia la su/er.icie"

Este sistea, tiene la venta2a de que, en tneles u1 lar-os 1 si la oro-ra.3a lo /erite, se /ueden

colocar varios /o4os de extraccin, sectori4ando as3 el tnel en traos de circulacin lon-itudinal,quedando estos as3 inde/endi4ados del resto del tnel a e.ectos de extraccin de huos" Con unos/o4os bien diensionados, si se /roduce un incendio, el huo 1 el calor slo a.ectarn a un trao osector de tnel, quedando el resto sin /roblea al-uno" En caso de incendio, cabe la /osibilidad deaver3a en el ventilador>extractor del /o4o central, /uesto que todos los -ases de cobustin /asan atrav5s de aquel" Sin ebar-o, coo los /o4os suelen ser verticales, o u1 verticales, aunque elventilador>extractor se aver3e, el huo sie/re tender a salir /or e.ecto convectivo, co/ortndoseel /o4o coo si .uera una chienea"

Por ltio, ha1 que considerar, res/ecto de los sisteas de ventilacin lon-itudinal ex/uestos, que

aunque con ellos se /uede conse-uir variar el sentido 1 la velocidad del .lu2o de la ventilacinnatural, no sie/re es /osible hacerlo, /ues esto de/ende de la intensidad con que se ha1aestablecido la circulacin natural de aire"

V()*+,-+) (+*-)


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Con este sistea, el huo o aire viciado transita a lo lar-o de todo el tnel, al i-ual que con lossisteas de ventilacin lon-itudinales, /ero tendr una concentracin enor que en aquellos, /uestoque el huo es diluido /or el aire li/io que suinistran los /untos de in1eccin"

( V()*+,-+) *-)


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succin se reali4an /or la /arte su/erior del tnel" El e2or sistea, es el que in1ecta aire desde elnivel de la cal4ada 1 succiona a nivel de la clave, /orque el aire resultante en el interior del tnel ess li/io"

V()*+,-+) +;*-

*/arte, existen sisteas ixtos que son una cobinacin de varios de los sisteas descritos, en losque se dis/one un sistea di.erente en cada trao del tnel" Por otro lado, en cada uno de lossisteas de ventilacin encionados /ueden establecerse diversas odi.icaciones, coo lareali4acin de /o4os interedios, chieneas o -aler3as, que o.recen la /osibilidad de renovar el aire/or ellos ades de /or las bocas"

II.3. LA VENTILACIN: CONSIDERACIN PARA EL DISEO DE TNELES

%a ventilacin es un sistea que debe cu/lir con los si-uientes ob2etivos:

7iluir ediante un caudal de aire las eisiones containantes de C#, $#x 1 holl3n, que

/rinci/alente eiten los otores de los veh3culos"

Evitar la disinucin de la visibilidad /or -ases containantes dentro de los tneles"

Evacuar los huos, durante un incendio, en la direccin nica del tr.ico /osible que ha

quedado libre 1 que tiene la isa direccin del .lu2o de aire"


"


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Para /oder cu/lir con estos ob2etivos se deber de considerar los si-uientes /aretros:II.3.1. P-?(*8 @( I),() 87( ,- V()*+,-+)

a) Caracter$sticas del Tr%/ico: %a intensidad 1 voluen del tr.ico, las caracter3sticas de losveh3culos 1 el 3ndice edio diario 0IM7), brindan las condiciones en cuanto a la cantidad devoluen de aire que ser containado /or la eisin de -ases containantes" El sisteade ventilacin est relacionado directaente a la evacuacin de aire containado .uera delinterior del tnel" %a ala evacuacin de estos -ases a.ectara la visibilidad de losconductores 1 al sistea res/iratorio de los conductores 1 usuarios"

) Re,laento Nacional:Cada /a3s 1 re-in en el undo, ho1 en d3a, ane2a noras 1 le1esedioabientales" 7entro de cada una de estas norativas se conte/la lo si-uiente:Calidad de aire, Containacin adisible 1 cantidad xia de eisin /or veh3culo" Cadatnel debe de res/etar estos l3ites /erisibles con el /ro/sito de antener un control dela cantidad de aire viciado en el interior del tnel"

c) 0eoetr$a del T&nel:Se debe tener /resente lo si-uiente: Seccin transversal, entrada 1salida, lon-itud, /endiente 1 cantidad de carriles" (a2o estas caracter3sticas, el sistea deventilacin de un tnel /uede variar, en otras /alabras cada tnel es di.erente de otro" Cadacaracter3stica -eo5trica a.ectara el .lu2o de aire natural que in-resa al tnel" Se debebuscar que el aire sea el /rinci/al otor de evacuacin del aire viciado"

d) Tra!ado en 1lanta " 1er/il 'on,itudinal:&n sistea de ventilacin /uede ser natural oarti.icial, un correcto dise6o debe buscar que la naturale4a traba2e en aron3a con cada/ro1ecto" En tal sentido, si las condiciones de to/o-ra.3a lo /eriten, se debe de e/learsisteas de ventilacin natural con la a/ertura de /o4os de ventilacin, -aler3a lon-itudinalde ventilacin o cualquier otro /unto de toa de aire .resco"


Fig. $. En la ima$en se a!recia el in$reso a un t-nel


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e) 2e,uridad " 2alidas de Eer,encia:7e acuerdo a la cantidad de carriles 1 sentido de v3aque se tiene se deben de /re/arar sisteas 1 v3as de evacuacin, as3 coo tabi5n sedebe de considerar la instalacin de -aler3as de evacuacin" El tie/o xio entre salidasde eer-encia debe ser de


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II.4. NORMAS NACIONALES Y/O EXTRANJERAS SOBRE LA VENTILACIN ENTNELES

II.4.1. R(=,-()*- N-+8)-, ( E++-+8)( &.050

a) Exca(aciones 2uterr%neas: T&neles- 1i#ues- Cieneas- 0aleas- Cruceros-Etc.

FGH +ora /arte del equi/o de /er.oracin en excavaciones subterrneas, el equi/o de ventilacin,el cual deber ser instalado desde el inicio de la obra" %a ca/acidad de este equi/o ser sie/readecuada a la a-nitud de la obra FGH

II.4.2. M-)-, ( C-(*(- T9)(,( M8 O7- C86,(()*-+- R.D. N 15

2014MTC

a I)*-,-+8)( (, T9)(,

-.1 V()*+,-+)

%a necesidad de antener dentro de los tneles una ats.era res/irable, no txica, 1 en

unas condiciones abientales /tias, obli-a a renovar el aire de 5stos ediante sisteas deventilacin, /ara as3 i/edir que los -ases 1 huos -enerados /or veh3culos de otor, 1 /or lasdistintas labores de construccin, alcancen unas concentraciones l3ite /redeterinadas"

El caudal de aire que es necesario a/ortar a una labor de interior es .uncin de la aquinaria decobustin interna 1 del nero de /ersonas en el ta2o" Para la di.usin de los -ases nocivoseitidos /or los otores t5ricos 1 /or la res/iracin huana se /recisan unos caudales



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3nios de aire li/io, los cuales deben ser -aranti4ados, /eritiendo la res/iracin del/ersonal en condiciones de dilucin ace/table de los txicos del esca/e de los veh3culos"

7urante la construccin de un tnel la a1or eisinde containantes se /roduce en la 4ona del .rente de

avance, que es ades donde suele concentrase el/ersonal"

%a ventilacin subterrnea tiene tres otivos.undaentales:


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*on la >entilacin se consi$ue8

7iluir los -ases nocivos, eitidos /or los otores de cobustin interna 1 voladuras,

hasta unas concentraciones dentro de los l3ites /eritidos"

Eliinacin del /olvo que /udiera /roducirse en la a/licacin de los di.erentes sisteas deexcavacin ecnica u otras tareas desarrolladas"

*/orte del aire li/io necesario /ara la res/iracin huana"

Mantener la te/eratura del aire /or deba2o de ciertos

l3ites"

Cuando la /er.oracin se reali4a ediante el e/leo de ediosecnicos, coo es el caso de la ro4adora, es recoendable laado/cin de un sistea de ventilacin ixta, consistente en una

ventilacin so/lante que i/ulsa el aire hacia el ta2o 1 un ventiladoras/irante con decantador de /olvo que toa el aire en el .rente 1 lo ex/ulsa hacia el exterior"

El sistea de ventilacin s aconse2able es de ti/o so/lante, en el que un tubo /ro/orciona aire.resco" En al-unos casos de excavacin ecnica es conveniente cobinar con otro deextraccin del aire en la 4ona de excavacin"

as normas bsicas de se$uridad a tener en cuenta son8

%a ventilacin /revista ser su.iciente evitndose la recirculacin"

%a instalacin de ventilacin se antendr en todo oento en correcto estado de

.uncionaiento"

%os conductos de ventilacin se /rolon-arn hasta el rea de traba2o de la quina"

Se conectarn adecuadaente las uniones de los tubos de ventilacin"

Se colocarn so/ortes a intervalos re-ulares /ara -aranti4ar su correcta su2ecin"

Peridicaente t5cnicos hi-ienistas reali4arn las corres/ondientes ediciones de -ases 1

/olvo"

#es!ecto a los conductos de aire fresco8

Extenderlos cerca del rea de traba2o"

Evitar curvas 1 recodos"

e/arar cualquier da6o inediataente"

Sellar las uniones adecuadaente"


Fig.&.Ventilacin


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Instalar so/ortes a intervalos re-ulares"

*omo medios de control del aire eistente se !odr dis!oner de los si$uientes elementos decontrol8

7etectores de -ases"

!ru/o electr-eno de eer-encia, situado en el eboquille de tnel, que ase-ura el

.uncionaiento de los ventiladores en caso de .allo de suinistro el5ctrico"

Manteniiento de la tuber3a de aire /ara que en caso de rotura se ase-ure el suinistro"

CD 4uente8 M,M*2(1"

II.4.3. M(*88,8=F- ( A)?,++ ( R+(=8 () T9)(,( ( ,- R( ( C-(*(- (,

E*-8 M+)+*(+8 ( 'OMENTO E6-G- H30 ( -8 (, 2012

- A)?,++ ( R+(=8-.1 V()*+,-+) D(- M(+- ( S(=+- I)++()*(:

Se-n se ex/one en el /unto =""@ del anexo I del eal 7ecreto J=;; 8se habilitarn salidas deeer-encia en aquellos casos en que los anlisis de ries-o /ertinentes, entre ellos la extensin delhuo 1 su velocidad de /ro/a-acin en las condiciones locales, deuestren que la ventilacin 1des edidas de se-uridad son insu.icientes /ara -aranti4ar la se-uridad de los usuarios de untnel9"

Este hecho queda re.or4ado /or lo ex/uesto en el /unto ="


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El /ro1ecto, la construccin 1 la ex/lotacin del sistea de ventilacin debern tener en

cuenta: el control de los containantes eitidos /or los veh3culos de carretera en un .lu2o detr.ico noral 1 denso, el control de los containantes eitidos /or veh3culos de carreteraen el caso de que el tr.ico est5 detenido a causa de un incidente o accidente, el control del

calor 1 el huo en caso de incendio" %a ventilacin lon-itudinal se utili4ar nicaente en los tneles con circulacin bidireccional

o unidireccional con-estionada si un anlisis del ries-o, con.ore al art3culo


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Entonces las instalaciones tienen -ran i/ortancia sobre la 8seccin transversal til9, el 8tra4ado9 1 elcon2unto de obras subterrneas anexas"

%a ventilacin en la 4ona de circulacin de veh3culos tiene esencialente /or ob2eto:

*se-urar condiciones sanitarias en el interior del tnel /rocurando una dilucin de lacontainacin /ara antener las concentraciones a niveles in.eriores a los requeridos /orlas recoendaciones o re-laentaciones nacionales"

!aranti4ar las condiciones de se-uridad de los usuarios en el tnel en caso de incendio,

hasta que est5n se-uros .uera del es/acio de circulacin, -racias al e/leo de un sisteade evacuacin de huos e.ica4"

%as instalaciones de ventilacin tabi5n /ueden a/ortar .unciones adicionales:

%iitar la containacin en la boca de tnel, ase-urando una e2or dis/ersin del aire

containado o ediante un trataiento /revio a su ex/ulsin" Incluir estaciones subterrneas de trataiento de aire containado /ara /oder reutili4arlo en

el tnel" Estas instalaciones existen en tneles urbanos o en tneles no urbanos de -ranlon-itud" Se trata de tecnolo-3as co/le2as 1 caras que necesitan en -eneral ucho es/acio1 un considerable anteniiento"

En caso de incendio, contribuir a reducir la te/eratura en el tnel 1 la de-radacin de las

estructuras /or e.ectos t5ricos"

%a ventilacin no se liita a la 4ona de circulacin de veh3culos, a.ecta tabi5n a:

%as -aler3as de interconexin entre tubos"

%as -aler3as de evacuacin 1 re.u-ios utili4ados /or usuarios en caso de evacuacin"

%os locales t5cnicos subterrneos o situados en las bocas de tnel, que /ueden necesitar

una renovacin de aire o un control del nivel de te/eratura 0cale.accin 1 cliati4acinse-n las condiciones -eo-r.icas)"

%a ventilacin debe /ro1ectarse /ara /oder:

*da/tarse de anera dinica 1 r/ida a los nuerosos odos de .uncionaiento a los

que /uede ser soetida: Condiciones cliatol-icas adversas 1 /rinci/alente i/ortantes 1 variables

di.erencias de /resin en tneles de onta6a,

e-3enes de actuacin variables /ara la -estin de los huos en caso deincendio, en .uncin de su evolucin, tanto en su inicio coo a lo lar-o de su



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duracin /ara ase-urar la idoneidad de las estrate-ias de lucha contra el .ue-o encada eta/a: evacuacin, lucha contra el .ue-o o /roteccin de las estructuras, etc"

Tener una -ran ca/acidad de evolucin de anera que /ueda ada/tarse a lo la-o de la vida

del tnel a las variaciones del tr.ico 0intensidad L co/osicin), a la ba2ada de los ubralesde containacin adisible 1 a las diversas condiciones de ex/lotacin"

II.5. DISEO DE VENTILACIN

II.5.1. D+(G8 (, S+*(- ( V()*+,-+) '8>--

Cada uno de los sisteas de ventilacin antes encionados tiene unas venta2as e inconvenientes,que deterina su ca/o de a/licacin"

*s3, en -eneral, se /uede decir que el sistea de ventilacin lon-itudinal tiene un coste de inversininicial enos elevado que los 5todos de ti/o transversal, 1a que no requiere traba2os i/ortantes

de obra civil, ientras que los costes del aterial electroecnico son siilares en el sisteaseitransversal 1 a1ores en el transversal /uro" Sin ebar-o, desde el /unto de vistaexclusivaente t5cnico, el sistea lon-itudinal tiene las si-uientes liitaciones de utili4acin:

En caso de incendio, el /rocediiento de este ti/o de ventilacin /ara eliinar los huos/roducidos consiste e e/u2arlos hacia uno de los lados del .ue-o, /ara su extraccin /oruna de las bocas o /or una chienea interedia, lo que en tneles bidireccionales /uede/oner en -rave ries-o a los ocu/antes de los veh3culos que, casi con toda se-uridad,quedarn detenidos en ese costado del incendio"

I%*E%/I *% VE%,IA*I% %'I,F/I%A

El ecaniso que /roduce la dilucin del aire viciado es el auento de la velocidad del .lu2o deaire en el tnel" Sin ebar-o, esta velocidad viene liitada, /or consideraciones de se-uridad /aralos usuarios 1 el tr.ico, a unos valores xios del orden de


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Js en bidireccionales" En la /rctica esto si-ni.ica una restriccin al uso de la ventilacinlon-itudinal en tneles lar-os, debido a las /5rdidas de car-a /or ro4aiento, a enos que sedis/on-a de /untos 0/o4os, -aler3as) interedios"

Cuando el sistea lon-itudinal se e/lea en tneles unidireccionales, los costes de ex/lotacin son

i-ualente ba2os, /or la enor ener-3a consuida, debido a que la ventilacin lon-itudinal tiene /or/rinci/io .avorecer la corriente natural de aire 1 a1udar al e.ecto /istn /rovocado /or el tr.ico, queen este ti/o de tneles sie/re acta en el iso sentido, /or lo cual los ventiladores /ueden estaruna -ran /arte del tie/o sin .uncionar"

En tneles bidireccionales la situacin cabia, /ues el e.ecto /istn del tr.ico es ucho sreducido, /udiendo tener un sentido alterno la corriente de aire, /or lo que la ventilacin debe serreversible con /er3odos de .uncionaiento s /rolon-ados" Por ello, en tneles bidireccionales elconsuo de ener-3a el5ctrica es enor con un sistea seitransversal, lo que /uede lle-ar a anularlas venta2as del enor coste inicial del sistea lon-itudinal"

El sistea transversal de ventilacin con dos conductos /aralelos, uno /ara el aire .resco 1 otro/ara el aire viciado, es el sistea s co/leto, /ero su coste es u1 alto, debido a la a1orseccin transversal requerida /ara alo2ar los dos conductos 1 a las altas /otencias necesariasde los ventiladores" *des, el conducto de aire viciado suele estar in.rautili4ado, 1a queconstitu1e una instalacin reservada casi exclusivaente /ara casos de incendio"

Por ello, la utili4acin de un sistea seitransversal reversible con un solo conducto, que se /uedeutili4ar /ara as/irar el aire viciado o in1ectar aire .resco, se-n conven-a, constitu1e uchas vecesuna solucin t5cnicaente ace/table 1 ucho s econica, al no requerir un auento de laseccin total del tnel"

Para hacer circular el aire dentro del tnel durante su ex/lotacin, se utili4an noralenteventiladores de ti/o axial o helicoidal, en los cuales el aire entra 1 sale /aralelaente al e2e de-iro de la h5lice del ventilador, 1 que tienen la /osibilidad de re-ulacin, lo que /eriteo/tii4ar su consuo ener-5tico"

Todos los tneles que requieran sistea de ventilacin arti.icial, debern contar con sucorres/ondiente sistea de autoatiso"

El /ro1ecto, la construccin 1 la ex/lotacin del sistea de ventilacin debern tener en cuenta:

o El control de los containantes eitidos /or los veh3culos de carretera en un .lu2o de

tr.ico noral 1 denso"

o El control de los containantes eitidos /or veh3culos de carretera en el caso de que el

tr.ico est5 detenido a causa de un incidente o accidente"

o El control del calor 1 el huo en caso de incendio"

%a ventilacin lon-itudinal se utili4ar nicaente en los tneles con circulacin bidireccional ounidireccional con-estionada si un anlisis del ries-o uestra que



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es ace/table, o si se toan edidas es/ec3.icas, tales coo una a/ro/iada -estin deltr.ico, una reduccin de la distancia entre salidas de eer-encia 1 la colocacin de extractores dehuo a intervalos adecuados"

L8 +*(- (


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%a otra situacin l3ite /ara la que debe dise6arse la ventilacin son los incendios, 1a quesu correcto .uncionaiento /uede tener -ran in.luencia, sobre todo, en la dis/ersin 1evacuacin de los huos /roducidos" Por ello, el sistea de ventilacin deber ser ele-ido

teniendo en cuenta el co/ortaiento de 5stos 1 ser diensionado con una ca/acidad su.iciente/ara /oder evacuar el caudal de huos /roducidos en el incendio de un cain 034 M5),.actor que resultar noralente s liitativo que el resto de las condiciones abientales"

Por otro lado, en caso de incendio, el sistea de ventilacin deber3a /oder se-uir .uncionando a late/eratura que /ueden resistir los boberos equi/ados con a/aratos de res/iracin 0unos=;NC), con el .in de .acilitar su traba2o"

a.6) L++*-+) ( ,- 8)()*-+) ( 8);+8 ( -78)8:

El clculo de la /roduccin de C# se reali4a /artiendo de un valor base de /roduccin /or veh3culoal que se le van a/licando una serie de coe.icientes cu1o valor de/ende de las condiciones deltr.ico 1 del tnel"

*s3 se tiene:

Siendo:

G(*O Cantidad horaria total de C# /roducida en el tnel 0Jh)

q(*O 'alor base de /roduccin de C# 0J veh) 0veh O veh3culo)"

Este valor base se considera de ;,;


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s O +actor de correccin /or conduccin en /endiente" Cuanto s adversa sea la

/endiente, a1or ser el consuo de cobustible 1 a1or la eisin de C#" * esteres/ecto debe indicarse la necesidad de dar a los tneles la enor /endiente /osible, as3coo a las ra/as de acceso a los isos, /ara que los veh3culos entren en ellos enr5-ien estable" El valor de este .actor se uestra en la tabla si-uiente:

. O +actor de correccin /or conduccin a velocidad reducida" Su valor se uestra en latabla si-uiente"

% O %on-itud del tnel 0)

%a cantidad de aire .resco 0Q;aire) necesario /ara diluir el C# /roducido, 0Q;C#), se deterina a/artir del ltio valor 0en Jh) 1 de la concentracin de C# /eritida en el tnel 0 Cco //):

El valor obtenido es vlido /ara una /resin de aire de R; - 1 una te/eratura de ;N C" Para

calcular el voluen de aire requerido en las condiciones de /resin 1 te/eratura que se /rev5 quese tendrn en el tnel, se reali4a la si-uiente o/eracin:



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Siendo:

Qaire O Caudal de aire 0Jh) /ara las condiciones reales de /resin 1 te/eratura"

Q;aireO Caudal de aire 0Jh) en condiciones norales de /resin 1 te/eratura"

Po O Presin noral 0R; -)"

P O Presin /revista /ara el aire en interior del tnel"

To O Te/eratura noral 0=R )"

T O Te/eratura edia en el /unto edio del tnel"

a.7) 'iitacin de la concentracin de dixido nitr,eno:

%a /roduccin de -ases nitrosos se calcula ediante la si-uiente ex/resin:

Q$#x O 'oluen de $#x /roducido dentro del tnel 0Jh)

q$#x O 'alor base de /roduccin de $#x se toa el valor


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Siendo C$#x la concentracin l3ite 0en //) xia que se ha1a considerado"*l i-ual que en el caso del C#, tabi5n aqu3 deber estiarse la cantidad de aire

corres/ondiente a la calculada en las condiciones reales de /resin 1 te/eratura que se /reveanreinarn en el interior del tnel"

Qaire O Caudal de aire 0Jh) /ara las condiciones reales de /resin 1 te/eratura"

Q;aireO Caudal de aire 0Jh) en condiciones norales de /resin 1 te/eratura"

Po O Presin noral 0


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s O +actor de correccin /or conduccin en /endiente" Sus /osibles valores se

uestran en la tabla si-uiente:

% O %on-itud del tnel 0)"

El l3ite su/erior de concentracin de /art3culas slidas en el aire a /artir del cual a considera quela visibilidad disinu1e en exceso suele toarse coo

CvJs O


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Siendo

O Coe.iciente de /5rdida de car-a"

Siendo:

P O Per3etro del conducto en eltrao considerado 0)"

% O %on-itud del trao considerado

0)"

s O Seccin del conducto en el trao

considerado 0=)"

El coe.iciente de /5rdida de car-a del tnel se calcula tabi5n ediante la si-uiente ex/resin:

a.) 1*rdida de Car,a en las 2in,ularidades:

El se-undo .actor del se-undo t5rino que a/arece en la ecuacin anterior re.le2a, la /5rdidade car-a que su.re el .lu2o de aire a su /aso /or sin-ularidades tales coo entrada o salida de/o4os de ventilacin, el /ortal del tnel, tra/illas, etc" %a .rula que /ro/orciona el valor deesta /5rdida de car-a es:

Siendo: Us O P5rdida de car-a en la sin-ularidad 0Pa)"

Q O Caudal de aire que atraviesa la sin-ularidad 0Js)"

s O esistencia aerodinico de la sin-ularidad 0$ s=JB)"



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. BD(*(+)-+) (, T+68 N9(8 ( V()*+,-8(: El ventilador es una turboquina que absorbe ener-3a ecnica en el e2e 1 la e/lea en

trans/ortar -ases a unas /resiones su.icienteente ba2as /ara /oder considerarloinco/resible"

%os ventiladores se clasi.ican en .uncin de la direccin del .lu2o en el rodete cooaxiales si el .lu2o sale en la direccin del e2e de -iro del rodete o centr3.u-o 0de .lu2o radial)si el .lu2o sale en direccin noral a aqu5l" 7entro de los ventiladores axiales existendos con.i-uraciones di.erentes e/leadas habitualente en tneles, los ventiladoresaxiales de -ran /otencia 1 los ventiladores de chorro"

.6) ;entiladores de corro: Este ti/o de ventiladores a los que, tabi5n se denoina aceleradores son los e/leados

t3/icaente /ara los sisteas de ventilacin lon-itudinal" Estos equi/os constan de unncleo central donde va situado el rodete el cual sirve de so/orte a los labes, .i2os, quese aco/la el e2e de -iro del otor el5ctrico" El con2unto se co/leta con silenciadores

que se aco/lan a abos lados del ventilador /ara reducir el ruido /roducido" Estosventiladores /ueden ser reversibles o unidireccionales en .uncin del ti/o de labee/leado 1 la ca/acidad del otor de invertir su sentido de -iro"

%os aceleradores se colocan dentro del tnel 0habitualente en el techo, aunque en casos de -libo reducido se aco/lan a las /aredes laterales) a/ortando la ener-3a

necesaria al .luido /ara over el aire en el interior del tnel" %a velocidad de -iro de este ti/o de ventiladores es noralente constante 1 /or tanto el caudal

i/ulsado 1 la cantidad de oviiento a/ortada" %a re-ulacin necesaria se consi-ueauentando o disinu1endo el nero de ventiladores encendidos siultneaente"

Esquema >entilador de cHorro8


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.7) Axiales de ,ran potencia: %os ventiladores axiales de -ran /otencia son los e/leados habitualente en los sisteas

de ventilacin /arcial o co/letaente transversal" %a -ran di.erencia con losventiladores de chorro es que ocupan toda la seccin del conducto de (entilacin-

con lo que traba2an se-n una curva de .uncionaiento que relaciona la /resina/ortada .rente al caudal que lo atraviesa"

Existen varios sisteas de re-ulacin de la curva caracter3stica de la instalacin aunque los

s e/leados en la ventilacin de tneles son dos: la odi.icacin del n-ulo de loslabes del rodete 1 la re-ulacin de la velocidad de -iro del otor ediante variadores develocidad" # una cobinacin de abas"

El /unto de .uncionaiento en el que traba2ar el ventilador se deterina ediante

el estudio de la variacin de /resin en el conducto 0curva caracter3stica de lainstalacin) 1 de la curva de .uncionaiento del ventilador"

%os rendiientos de este ti/o de ventiladores suele ser bastante elevados 0B;>BD) en su

/unto de .uncionaiento /tio"

.3) Centr$/u,os: %os ventiladores centr3.u-os son un ti/o de ventiladores radiales" $oralente se e/lean

/ara -enerar -randes /resiones con caudales reducidos /or lo que es especialenteutili!ado en la (entilacin de locales t*cnicos " re/u,ios de se,uridad 1a que elcaudal a a/ortar no es -rande /ero las /5rdidas de car-a de la instalacin es


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elevada 0-randes lon-itudes de conductos su.icienteente /eque6os /ara /oder situarlosba2o la cal4ada)

%a curva de .uncionaiento de estos ventiladores es siilar a la de los ventiladores

axiales de -ran /otencia aunque noralente no requieren e/lear sisteas de re-ulacintan re.inados coo estos /or los que, a lo suo, se les suele dotar de sisteas de

.uncionaiento a dos velocidades distintas /ara cubrir los re-3enes de servicio oincendio"

%os rendiientos de este ti/o de ventiladores son enores que los axiales

alcan4ndose valores cercanos al R;D

.8) 2alidas del aire (iciado: Con los sisteas de (entilacin lon,itudinalel aire va en un nico sentido de anera, que

el aire que se succiona /or una boca se ex/ulsa /or la otra" Esta ventilacin, se consi-ue ediante la colocacin de ventiladores axiales en la clave del

tnel, se/arados a cierta distancia" %os ventiladores son reversibles, es decir que se /uede

cabiar el sentido del .lu2o del aire, con tan solo invertir el -iro de los ventiladores" Este sistea de ventilacin no es adecuado /ara tneles lar-os, 1a que el huo del

incendio que se /retende extraer, reali4a todo su recorrido /or el interior del tnel antes deser ex/ulsado, lo cual /one en /eli-ro a los usuarios que han quedado detenidos ensu interior" I-ualente, los huos de esca/e ex/elidos /or los veh3culos que transitan /or eltnel, se acuulan /ro-resivaente en direccin hacia la boca de extraccin"

En los sisteas de (entilacin lon,itudinal con po!o central de extraccin el aireli/io

entra /or las dos bocas del tnel en sentido o/uesto, conver-iendo en el centro, de dondees extra3do hacia arriba, a trav5s de un /o4o que existe en este /unto central que

counica con la su/er.icie, .uncionando coo si .uera una chienea" Este sistea, tiene la venta2a de que, en tneles u1 lar-os 1 si la oro-ra.3a lo /erite, se

/ueden colocar varios /o4os de extraccin, sectori4ando as3 el tnel en traos decirculacin lon-itudinal, quedando estos as3 inde/endi4ados del resto del tnel ae.ectos de extraccin de huos" Con unos /o4os bien diensionados, si se /roduce unincendio, el huo 1 el calor slo a.ectarn a un trao o sector de tnel, quedando el restosin /roblea al-uno"


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Con el sistea de (entilacin seitrans(ersalse ete aire li/io en el tnel, ediante

un colector se/arado de la cavidad del iso, que abastece varios raalessecundarios" Estos, counican a su ve4, con unos /untos de in1eccin de aire situados enel interior del tnel" %os /untos de in1eccin, suelen ser re2illas colocadas cada ciertadistancia a lo lar-o de todo el tnel" El aire viciado, sale ex/ulsado al exterior a trav5s delas bocas del tnel, a causa de la sobre/resin creada /or la in1eccin del aire"

Con este sistea, el huo o aire viciado transita a lo lar-o de todo el tnel, al i-ual que

con los sisteas de ventilacin lon-itudinales, /ero tendr una concentracin enorque en aquellos, /uesto que el huo es diluido /or el aire li/io que suinistran los /untosde in1eccin"

El sistea de (entilacin trans(ersal .unciona, al i-ual que el de ventilacin

seitransversal, etiendo aire li/io en el tnel ediante un colector, inde/endientede la cavidad del tnel, que abastece varios raales secundarios, que a su ve4counican con los /untos de in1eccin de aire del tnel" %a di.erencia con el sistea

de ventilacin seitransversal est, en que el huo o aire viciado, es succionado a trav5s de unos /untos o re2illas, que counican con un

colector de reco-ida de huos" Este colector de huos es el encar-ado de sacar el aireviciado al exterior"

Tanto la in1eccin coo la succin del aire, requieren de su corres/ondiente

ventilador" Coo es .cil deducir, en caso de incendio, el ventilador que succiona ser els vulnerable, /uesto que todos los -ases calientes -enerados /or el incendio, /asarn atrav5s de 5l, cabiendo /or lo tanto la /osibilidad de que se aver3e" Esta /osible aver3a,de2ar3a al tnel en ventilacin seitransversal, 1a que los huos saldr3an /or las bocas"

%os /untos de in1eccin de aire li/io, de los sisteas sei transversales 1

transversales, suelen estar en los hast3ales del tnel a nivel de la cal4ada, ientrasque los /untos de succin del aire viciado, estn en la cla>edel tnel" * veces, tabi5n secoloca en los colectores de ventilacin, un .also tabique, dividido en dos, que seadosa en la clave, de anera que tanto la in1eccin coo la succin se reali4an /or la/arte su/erior del tnel" El e2or sistea, es el que in1ecta aire desde el nivel de lacal4ada 1 succiona a nivel de la clave, /orque el aire resultante en el interior del tnel ess li/io"

C C8)++8)( ( S(


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Tabi5n, se co/robar el .uncionaiento de los sisteas /ara las condicionesde-radadas /revistas en el /ro1ecto, que i/liquen una o/eratividad /arcial del sistea"

* este nivel, se reali4arn los ensa1os con huos .r3os o calientes destinados a calibrar lae.icacia de los sisteas de /roteccin 1 evacuacin, co/robando la reversibilidad delsistea de ventilacin"

%a edida de los /aretros aerodinicos de los ventiladores se reali4ar se-n la nora IS# B;< 1 los ensa1os de resistencia a la ats.era recalentada se

llevarn a cabo se-n la nora (S>R@" 7ada la 3ntia relacin entre el Centro de Control T5cnico 1 las distintas

instalaciones que su/ervisa 1 controla, la co/robacin de su .uncionaiento, se /odrhacer desde la /ers/ectiva de 5ste, de.iniendo todas las /ruebas a reali4ar desde 5l, obien, desde el /unto de vista de cada instalacin, inclu1endo en cada una de ellas las/ruebas que a.ecten al Centro de Control T5cnico"

7urante la ex/lotacin se veri.icarn 1 antendrn los criterios 1 /aretros de se-uridadado/tados en el /ro1ecto 1 onta2e de las instalaciones" En consecuencia, cualquierodi.icacin que durante la ex/lotacin sea /reciso reali4ar en cualquiera de lasinstalaciones, se anali4ar en detalle, -aranti4ndose que en nin-n caso se reducenlos niveles de se-uridad ado/tados en el /ro1ecto /ara el con2unto del tnel"

*siiso, se -aranti4ar la /resencia /eranente, en el Centro de Control T5cnico,de /ersonal ca/acitado /ara el ane2o de las instalaciones"

Previaente a la entrada en servicio del tnel, se redactar, a/robar e i/lantar sucorres/ondiente Manual de Ex/lotacin, que incluir un Manual de #/eracin 1 un Plan deManteniiento de las instalaciones"

D D+(G8 ( V()*+,-+) () T9)(, () C8)*+):

%as di.erencias entre la ventilacin de un tnel o -aler3a en .ase de construccin 1 en .asede ex/lotacin vienen dadas, de una /arte, /or la a1or eisin de containantes que se

tiene en la construccin, /rinci/alente en la /eque6a 4ona del .rente de avance, que esades donde suele concentrarse el /ersonal" Tabi5n debe tenerse en cuenta que,ientras que el usuario de un tnel se encontrar en su interior durante slo unos inutos,los o/erarios de construccin se vern soetidos a la accin de los containantes/resentes en la ats.era durante toda su 2ornada laboral"

El sistea de ventilacin de un tnel en o/eracin se instalar de .ora /eranente,

ientras que durante la construccin el sistea de ventilacin deber ir ada/tndose a loscabios que se va1an /roduciendo al ir avan4ando el /ro1ecto, as3 coo a los cabios quese dan a lo lar-o de una 2ornada, /ues existen causas containantes que se locali4an en eltie/o, coo el dis/aro de las voladuras, que -eneran una -ran cantidad de -ases txicos 1

/olvo, ientras que otras tienen un carcter s continuo, coo la eisin de -asescontainantes de los otores diesel, el /olvo /roducido /or las quinas ro4adoras, o la/ro1eccin del hori-n"

En cuanto a la instalacin de los sisteas de ventilacin, la di.erencia /rinci/al entre las

.ases de o/eracin 1 construccin de un tnel, es que en esta ltia suele encontrarse lalabor subterrnea con una sola entrada desde el exterior, es decir, la situacin quehabitualente se desi-na coo de .ondo de saco" Por esto, el sistea de ventilacin s


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con en esta .ase de construccin es la que se obtiene ase-urando una circulacin de airedesde la entrada de la labor hasta el .rente /or edio de una canali4acin o tuber3a en laque se ha1an situado uno o varios ventiladores"

Por lo tanto, la ventilacin es una corriente re-ular de aire res/irable 1 su.iciente, de acuerdo

con las condiciones de traba2o 1 de la in.raestructura subterrnea, que circula /or las labores

subterrneas" Tal coo se ha descrito anteriorente, con la re.erida ventilacin se /ersi-ue conse-uir un

caudal de aire en circulacin necesario /ara:

V %a res/iracin de las /ersonas" V %a cobustin en los otores de veh3culos 1 aquinaria" V %a dilucin de los -ases nocivos" V %a eliinacin de /olvo en sus/ensin" V %a reduccin de la te/eratura"

Se-n los edios e/leados se di.erencia entre ventilacin natural o arti.icial 1 en .uncin

de los circuitos de recorrido en el interior /odr ser del ti/o /riaria o secundaria"

E E(6,8 ( D+(G8 ( V()*+,-+):

;ENTI'ACIN


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2I2TEMA DE ;ENTI'ACIN DE' T?NE' 2AN EDUARDO

Todos los ventiladores en el tnel debern ser id5nticos, de ti/o /ro/ulsin, de dise6o 1

.abricacin norali4ada, a/liaente co/robados en la /rctica /ara la ventilacin detneles de carretera, con las caracter3sticas t5cnicas -enerales dadas adelante /ara cada

uno: Cada ventilador deber ser suinistrado co/leto, con su otor el5ctrico, silenciadores 1

sus res/ectivos so/ortes .lexibles 1 todos los eleentos necesarios /ara su .i2acin a labveda del tnel"


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T&$E% E$ C#$ST&CCIW$ 8Central idroelectrica del Cerro del *-uila9


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T&$E% E$ C#$ST&CCIW$ 8Central idroel5ctrica la vir-en en San an9


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II.. E!"IPOS DE VENTILACIN DE T"NELES

II..1. V()*+,-+) N-*-,

Se e/lea el Modelo taulado de (entilacin se odeli4a la ventilacin con laa1uda de unas tablas nu5ricas en las que se a/ortan los datos corres/ondientes alco/ortaiento de los huos /ara cada ti/o de incendio" Su uso se dar en el caso deuso de ventilacin natural /ara t&neles interuranos de lon,itud in/erior oi,ual a 944etros " los t&neles uranos de lon,itud in/erior o i,ual a 744

II..2. V()*+,-+) I)*+-,

a. Equipos de Ventilacin Forzada

Se e/lea el Modelo unidiensional de (entilacin En este caso la odeli4acin se reali4a con el e/leo de un /ro-raa auxiliar deodeli4acin unidiensional o odelos tridiensionales de huos /ara siular 1evaluar su co/ortaiento" Estos sern los t&neles interuranos de lon,itudsuperior de944 " los t&neles uranos de %s de 744 "

. E#uipos Me,a ;entiladores


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%os equi/os denoinados e-a ventiladores, tienen coo ob2etivo/ro/orcionar el caudal 1 velocidad de aire necesario /ara e2orar la ventilacin detneles" Es una ventilacin .or4ada, instalada conti-ua o en una estacin que o/eraediante celos3as 1 ventiladores que actan tanto coo in1eccin o coo

extraccin"

II.$.COMPONENTES DE "N VENTILADOR DE T"NEL

%os ventiladores debern ser dise6ados 1 .abricados de acuerdo con las ltiasnoras 7I$ E$, /ertinentes u otras noras internacionales actuales, vi-entes 1equivalentes" %os ventiladores debern ser dise6ados de anera que no se requiera nin-unasoldadura /ara la instalacin en el sitio"

Todos los eleentos de los ventiladores deben ser construidos con aterial

anticorrosivo"

-. C"ERPO

El cuer/o del ventilador deber constar de una carcasa tubular .abricada en linasde acero soldadas, con las aletas -u3as 1 el so/orte del otor .orando /arte de suestructura interna todos los eleentos internos debern ser de /er.il aerodinico queiniice las /5rdidas 1 -arantice la /ro/ulsin 3nia es/eci.icada" Todo el con2unto del cuer/o del ventilador deber .orar una estructura r3-idaadecuada /ara resistir los es.uer4os de .ati-a /roducidos durante la o/eracin 1 deber

tener en cada uno de sus extreos una brida /ara el aco/le /reciso 1 her5tico con lossilenciadores" %a carcasa deber estar /rovista con @ eleentos externos .abricados enacero 1 -oa que /eritan la .i2acin de los so/ortes .lexibles" %a construccin co/leta debe ser .i2ada en la bveda del tnel aislada deoviientos"

7. LICE

%as /aletas de la h5lice debern ser .abricadas en .undicin de aluinio con un /iede acero 1 su ncleo tabi5n de .undicin de aluinio, 0la .undicin de aluinio debeser resistente al a-ua de ar) debe ser debidaente aquinado /ara ser aco/lado

directaente al e2e el Motor" El con2unto h5lice > otor deber ser dinicaente 1estticaente balanceado sobre dos /lanos"

. SILENCIADORES

Cada silenciador deber consistir de un doble tubo conc5ntrico con el es/acio entretubos relleno de aterial aislante acstico no in.laable" El silenciador estar .abricado


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de linas lisas soldadas de acero 1 su cara interna deber tener /er.oraciones de talanera que ha-a e.iciente la absorcin del ruido" El con2unto silenciador deber ser dise6ado /ara obtener un xio nivel de ruidode R; db0*) cuando el ventilador o/era ba2o las condiciones de dise6o, edidos a unadistancia de .rente a la boca del ventilador 1 a @ -rados de inclinacin"

%os extreos libres de cada silenciador debern ser redondeados con /er.ilaerodinico"

. SOPORTES

Cada ventilador deber ser sus/endido de la bveda del tnel /or @ so/ortes.lexibles co/uestos de acero 1 -oa), que /eritan la aorti-uacin de lasvibraciones /roducidas /or el ventilador" Cada so/orte deber ser dise6ado 1 .abricado teniendo en cuenta los es.uer4os de.ati-a transitidos /or la vibracin, /ro/ulsin 1 /eso del con2unto ventilador"" Cada so/orte ser .i2ado de un extreo al cuer/o del ventilador 1 del otro a un /ernode ancla2e en el concreto de taco qu3ico, que deber ser seleccionado 1 suinistrado/or el .abricante del ventilador"

(. AMARRES DE SE&"RIDAD

Cada ventilador tiene dos aarres de se-uridad coo /roteccin contra ca3dasincontroladas delos ventiladores"

. DETECTOR DE ROMPIMIENTO

Cada ventilador tiene un detector de ro/iiento"

=. MOTOR

Cada otor deber estar /rovisto con un banco de condensadores, si .uerenecesario, /ara -aranti4ar un .actor de /otencia no in.erior a ;"A" El banco de condensadores deber ser instalado en el nicho de la /ared cerca delos ventiladores" El banco de condensadores deber estar /rovisto de edios de su/ervisin /aradetectar .allas internas"

Cada otor deber ser .i2ado r3-idaente /or edio de /ernos al so/orte de lasaletas -u3a del cuer/o del ventilador, /ara /eritir su desonta2e" Sus rodaientos debern ser de bolas o rodillos, /eranenteente lubricados 1 conuna vida til 3nia de =;,;;; horas de o/eracin"


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Se acopla a la descarga d

Es la parte !"vl del !s!o #$e co!pone de %la&es'Drecconar el ($)o de are a*al!ente a la salda del ventlador+ para evtar p,

Es la envolvente #$e protege al rodete - el !otor del ventlador'p,rddas de la carga dervadas de la entrada del are en el ventlador'

II.#. PLAN DE CONTIN&ENCIA 'RENTE A "N INCENDIO

II.#.I. E@+68 ( ) S+*(- 8)*- I)()+8

a. 2alidas de eer,encia: %as salidas de eer-encia o de evacuacin, son de vital i/ortancia /aralos usuarios, /ues constitu1en la v3a de esca/e s se-ura" $o existen en todos lostneles" 7eben estar correctaente se6ali4adas 1 tener /uertas de /aso /ara/ersonas" En al-unos casos se dise6an /ara que tabi5n /asen veh3culos" En lostneles de dos tubos /aralelos, /ueden counicar un tubo con el otro" En lostneles de un solo tubo, /uede que den salida a una -aler3a de servicio /aralela altnel o que suban verticalente hacia la su/er.icie del terreno"


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. Iluinacin:

En los tneles existen dos ti/os de iluinacin la de servicio noral 1 la deeer-encia: Iluinacin de servicio noral: Est constituida /or una serie de l/arasde distintos ti/os, que /ueden ser -raduadas en intensidad /ara que los

conductores, tanto al entrar coo al salir del tnel, ada/ten /ro-resivaente eldia.ra-a ocular 1 no resulten deslubrados" 'a colocada /or encia de loshast3ales del tnel" %a iluinacin de eer-encia: Xsta, tiene /or isin que el tnel no sequede a oscuras ante una .alta de suinistro el5ctrico"

c. 2e@ali!acin de Eer,encia:

El tnel deber contar con todas las se6ali4aciones de salidas de

eer-encia /osibles /ara la r/ida evacuacin durante un incendio"

d. Extintor de Incendios: %as instalaciones de lucha contra incendios, constan, de una o dos .uentesde abasteciiento con su corres/ondiente equi/o de bobeo 1 de unos arariosequi/ados con an-ueras, lan4as, es/u-eno 1 dosi.icador de es/ua" %osararios tabi5n suelen estar equi/ados con un extintor"

%a se6ali4acin de eer-encia, es la -ran asi-natura /endiente en lostneles, /ues es u1 escasa"

(sicaente, ho1 en d3a, consiste en un nico /icto-raa /uesto sobre la

isa salida de evacuacin, que es di.3cilente distin-uible a cierta distancia de 5l"

7eber3a existir una se6ali4acin .otoluinescente a lo lar-o de todo el tnel, queindique las distancias a las salidas de evacuacin s /rxias en abos sentidos"

e. Deteccin de Incendios:

%a deteccin suele instalarse a lo lar-o del tnel un cable .ibrolser, quetiene la /articularidad, de que al calentarse, cabian las condiciones de transisin

de la de lu4 que lo recorre" Esta deteccin, est resultando en la realidad u1 tard3a, detectndose el.ue-o antes /or otros sisteas indirectaente 0o/ac3etros, caras de T',usuarios con tel5.onos viles)"

/. Tel*/ono de Eer,encia:


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Instalados /ara la counicacin durante un incendio o una eer-encia" Se

contara con las se6ales de todas las l3neas de tele.on3a"

,. Circuito Cerrado de Tele(isin Caras de televisin se controla visualente, desde un centro de control,

todo lo que sucede en el interior del tnel" Suelen ir colocadas /or encia de loshast3ales" Yltiaente, se estn utili4ando 2unto con un sistea autotico dedeteccin de incidentes 0sistea 7*I) ediante co/aracin de i-enes"

. Me,%/ono:

Consiste en un con2unto de altavoces, colocados a /artir de los hast3ales" $o suelen.uncionar u1 bien, /orque se /roduce una reverberacin u1 .uerte dentro del tnel,que ocasiona que no se entiendan los ensa2es que se quieren transitir"

i. Radiocounicadores:

%as counicaciones v3a radio en un tnel se /ierden" Se hace necesarioentonces la instalacin de un cable radiante, que sirve coo de caino /ara lasondas electroa-n5ticas que eiten los tal1s" Existe otro ti/o de counicaciones,que consisten en inter.onos instalados en los /ostes S#S que ha1 en el tnel" Estos, tienen un /ulsador, que al ser o/riidos env3an una llaada al centrode control" Tabi5n tienen un icr.ono 1 un altavo4 /ara /oder hablar 1 escuchar"

+. ;entilacin de Eer,encia: %a ventilacin, est constituida /or el con2unto de ventiladores 1 conductos

destinados a diri-ir 1 canali4ar el aire .resco 1 los huos" En los tneles conventilacin lon-itudinal, los dis/ositivos se colocan /or /are2as en la clave" %osventiladores que se colocan suelen ser reversibles, /ara /oder invertir el .lu2o" Esu1 conveniente que sean resistentes al .ue-o" Existe la /osibilidad de .abricarloscon una resistencia al .ue-o de @;;N cent3-rados durante dos horas"

" 2ensores de uo:

7etectar .alta de visibilidad, /roducida /or los huos eitidos /or los

esca/es de los otores de los veh3culos" Suelen ir colocados en los hast3ales, nou1 altos" Cuando detectan /olucin debida a los huos, accionan la ventilacin de.ora autotica"

l. 2ensores de la ;elocidad de ;e$culos:

Son instalados /ara el control de la velocidad del aire dentro del tnel"


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II.#.2. D-)*( (, I)()+8:

1. Disposicin de los equipos de extincin.

2. Evitar el aumento de la magnitud del siniestro (cierre

inmediato de bocas, avisos de parada y evacuacin).

3. acilitar y asegurar la evacuacin de las personas (peque!as

distancias entre v"as de evacuacin, mantenimiento de lu# de

guiado e iluminacin general, se!ali#acin de evacuacin y

emergencia, avisos mediante paneles, mega$on"a, radio y

se!ales,%)

&. 'so de sistemas automticos de apoyo de deteccin

temprana de incendios


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. acilitar la actuacin de los bomberos (liberacin de *umo

del $rente ms $avorable y disminucin de la temperatura)

II.%.DETECTORES DE CONDICIONES AMBIENTALES:

urante la eplotacin de un tnel, el &uncionamiento de la ventilacin de)e

estar )ao las condiciones am)ientales eistentes en cada momento en suinterior.

ara conocer cu$les son estas condiciones

e instalan una serie de sistemas de deteccin !ue poseen di&erentes

sensores para captar los valores !ue toman ciertos par$metros indicativosde la calidad del aire del interior del tnel, principalmente de surespira)ilidad detectores de concentraciones de gases'( de su visi)ilidad(detectores de opacidad'.

dem$s se suelen instalar otros sistemas de deteccin adicionales !ue

permiten meorar el rendimiento de la instalacin de ventilacin (medidoresde la direccin ) elocidad del aire* a+oros de circulacin-, ( tam)i%n

advertir la posi)le ocurrencia de incidentes !ue puedan poner en peli'ro lase'uridad de los usuarios ( de las instalaciones del tnel (detectores deincendio'.

7odos estos sistemas de deteccin de)en &uncionar de &orma continua (

estar conectados a un centro de control, de manera !ue se puedan tomaren tiempo real las decisiones de eplotacin correspondientes, (a seaaccionando la ventilacin o, cuando se alcancen o superen ciertos nivelesde alarma, cerrando incluso la circulacin por el tnel.


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II.%.1.D(*(+) C8)*8,:

+as caracter#sticas de la atms&era de un tnel, tanto durante su

construccin como durante su eplotacin, de)en someterse a un se'uimiento( control para as# veri&icar la valide de las instalaciones de ventilacin (

poder acometer las medidas correctoras ( preventivas oportunas !ue permitanase'urar las condiciones apropiadas para los usuarios ( el personal de tra)ao.,on este propsito se utili-an aparatos detectores de concentracin de gases*medidores de opacidad* de elocidad de corriente* etc.

a. etectores de !on"ido de car#ono$

ara el control industrial de la concentracin de en el medio am)iente

eisten tres tipos de sistemas de captacin )asados en los si'uientes&enmenos

1. )sorcin de la radiacin in&rarroo.

2. om)ustin catal#tica. 3. idacin electro!u#mica.

+os detectores m$s comnmente utiliados en tneles se )asan en el tercer

&enmeno de los indicados. onstan de los si'uientes elementos

a- /iltros de toma de aire del tnel !ue evitan la entrada de polvo (

suciedad.

)- 7u)os de toma de aire. +as entradas de aire son varias, con lo !ue se

analia la concentracin media en una determinada lon'itud del tnel.

c- ensor de oidacin electro!u#mica para monido de car)ono con

re'ulador divisor de &luo ( ampli&icador previo. d- *!uipo de aspiracin del aire a analiar compuesto por )om)a de vac#o

rotativa con accionamiento por motor mono&$sico de 220 .

e- :icroordenador de control ( transmisin de datos.

+os detectores se colocan a lo lar'o del tnel, con una separacin

aproimada de 1;0 m, en nic"os o locales con su cerramiento correspondienteprevistos al e&ecto en las paredes del tnel, o, si esto es posi)le, ensu)estaciones de trans&ormacin en otros locales dispuestos en el interior deltnel para los servicios propios del mismo.

7am)i%n eisten aparatos port$tiles para la medicin de la concentracin

del monido de car)ono en el medio am)iente, de pe!ue


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= istemas de medicin por di&usin compensados por puente de

>"eatstone ptico.

Sistemas de medicin directa *n la medicin directa, mediante

luminanc#metros, es necesario !ue un "a de lu de unos 100 m delon'itud atraviese el aire para poder ase'urar una medicin correcta, lo

!ue implica el montae del medidor ( re&lector a poca distancia de la)veda del tnel, con los inconvenientes !ue resultan de ello para unen&o!ue de precisin, el mantenimiento ( revisin de los aparatos cierrede un carril al tr$&ico, etc.- lo !ue "ace !ue este sistema se encuentre endesuso.

*stos aparatos suelen &uncionar de &orma conunta con la iluminacin

del tnel, con el &in de !ue las condiciones de visi)ilidad en el interiorsean en todo momento las adecuadas.

Sistemas de medicin por difusin: *ste tipo de aparatos aprovec"a la

di&usin de lu !ue provocan las part#culas contenidas en el aire. +a 'ranventaa !ue presenta este sistema es lo reducido de las dimensiones delos aparatos !ue lo utilian, !ue pueden por tanto ser aloados en lapropia pared del tnel, siendo as# posi)le un mantenimiento sencillo delos e!uipos.

+a desventaa !ue presentan los e!uipos )asados en este sistema

de medicin estri)a en la poca esta)ilidad de la precisin de la medida,por enveecimiento de los elementos inte'rantes del sistema &ocoluminoso, &otoc%lula, etc.-, ( por ensuciamiento de la ptica.

Sistemas de medicin por difusin compensados por puente de

Wheatstone ptico istema &undamentalmente similar al anterior perocon elementos de compensacin de las posi)les variaciones de tensin (

se


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#& (ata)ientos$*s un aparato !ue indica si la direccin del viento es

o no coincidente con lo !ue pudiera a&ectar a la ventilacin del tnel.

ara la medicin de velocidades de aire en el interior del tnel (

conductos de ventilacin se utilian anemmetros de rueda alada. *stosaparatos tienen un mar'en de velocidades de medida de 0 a 20 mls, con

un ran'o de temperaturas de &uncionamiento !ue va de ?30@ a 80@ .*l aparato es una pe!ue


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%a ventilacin est li-ada a la evacuacin de los -ases containados en el aire dentro del

tnel" %as noras 1 le1es estn hechas /ara /reservar la se-uridad de los usuarios" Para el dise6o de ventilacin se debe tener en cuenta los si-uientes condicionantes:

V %on-itud del tnel V Seccin lon-itudinal 1 transversal del tnel V Tr.ico unidireccional o bidireccional V Probabilidad de con-estin en el interior V Sistea de control 1 cierre de accesos V Co/osicin de veh3culos V Potencia del incendio /robable

Para cada tnel se deben co/robar los si-uientes .actores en los distintos casos

/revisibles:

V $ero adecuado de veces que se renueva el aire V *decuada dilucin de -ases containantes 0C# 1 $#) V Manteniiento de la visibilidad 0dilucin de hollines) V Control de los huos de incendio durante la .ase de evacuacin V Ex/ulsin de los huos /ara .acilitar el traba2o de los boberos" %o ideal es losdistintos casos est5n equilibrados entre s3 0sobre todo incendio 1 C#)

%os equi/os de ventilacin son es/ecialente dise6ados de/endiendo de la ti/o, a-nitud 1enver-adura del tnel"

Proveer de un /lan de contin-encia ante un incendio, 1a que las /5rdidas vidas huanasserian de -ran a-nitud"

Todo tnel debe contar con un sistea de equi/aiento contra incendios, as3 coo lossisteas de evacuacin deben tener se6ali4aciones en la salida de eer-encia"

Se debe reali4ar un anlisis de ries-o de incendio durante el dise6o 1 durante de lae2ecucin del /ro1ecto"

I;. BIB'IO0RAA

Counicaciones, M" d" 0=;


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Documents

Ventilacion en Tuneles.docx