Explotación segura de túneles en Perú

Transcripción

1 1ª CUMBRE INTERNACIONAL DE CONCESIONES E INFRAESTRUCTURAS Explotación segura de túneles en Perú Alejandro Sánchez Cubel TEKIA INGENIEROS DEL PERÚ SAC

2 Índice de Contenidos 1. Experiencia de Tekia en Túneles. 2. Entorno normativo internacional y peruano. 3. Elementos que contribuyen a la operación segura de un túnel. En fase de proyecto El proyecto de explotación. El proyecto integral de ventilación. Durante la puesta en marcha y explotación Capacitación. Pruebas del sistema de ventilación. Simulacros. Responsable de Seguridad. 4. Conclusiones. 2

3 1 Experiencia de Tekia en Túneles 3

4 1 TEKIA INGENIEROS Mapa de actividad

5 1 30 años proyectando seguridad en túneles Hemos maximizado la seguridad en proyectos de múltiples escenarios subterráneos (complejos viales urbanos, aeropuertos, alta velocidad ferroviaria, intercambiadores de transporte, sobre todo en túneles de carretera y urbanos) Proyectamos las instalaciones y la obra de seguridad, proyectamos la operación de seguridad (Plan de Emergencia, Manual de Explotación) Nuestros técnicos vienen trabajando en el proyecto de seguridad en túneles desde hace más de 30 años (Túnel del Cadí, 1983) Al menos 7 de nuestros ingenieros han participado en los comités internacionales y nacionales PIARC de seguridad en túneles No menos de 20 ingenieros de TEKIA tienen amplia experiencia en el proyecto de túneles, nucleando uno de los equipos de trabajo más numerosos de ingeniería de seguridad en túneles

6 1 TEKIA INGENIEROS DEL PERÚ - Proyectos CONTRATO PERIODO EJECUCIÓN CLIENTE FINAL (INVERSOR) Elaboración del Manual de Explotación, capacitación y apoyo técnico durante la etapa de Asistencia a la Operación del Túnel de Gambetta CONSORCIO TÚNEL DE GAMBETTA Elaboración del estudio de preinversión para la licitación de la concesión del Operador Tecnológico del Sistema Integrado de Recaudo MUNICIPALIDAD DE LIMA Elaboración de un informe técnico de seguridad para los túneles Santa Rosa y San Martín entre los distritos de Rímac y San Juan de Lurigancho 2016 EMAPE Asesor Integral para las etapas de formulación y promoción de la IPC Sistema ITS 2016 PROINVERSIÓN Ingeniería para la elaboración del anteproyecto de instalaciones de la Iniciativa Privada La Molina-Angamos 2015 OHL Servicios de Asistencia Técnica para la realización de estudios y proyectos relacionados con el sistema de peaje, gestión de tránsito y centro de control VESUR Asistencia Técnica para el desarrollo de los Contenidos Mínimos Específicos de estudios de preinversión a nivel de perfil de proyectos de inversión pública en relación con la aplicación de Sistemas ITS en vías interurbanas 2014 PROINVERSIÓN

7 1 TEKIA INGENIEROS DEL PERÚ - Proyectos CONTRATO PERIODO EJECUCIÓN CLIENTE FINAL (INVERSOR) Asesoría para el proceso de licitación de la concesión de la operación de la unidad de recaudo y gestión de flota del Sistema Integrado de Transporte Público de Lima Metropolitana 2014 MUNICIPALIDAD DE LIMA Elaboración del estudio específico: Sistema de Control y fiscalización automatizado del tránsito y transporte, sobre los ejes del COSAC I, Corredores complementarios y corredores de integración 2014 INVERMET MUNICIPALIDAD DE LIMA Redacción del proyecto de instalaciones de control del flujo vehicular y aparcamiento de vehículo y propuesta de otras mejoras tecnológicas en el entorno de la Zona Monumental del Bosque El Olivar en el Municipio de San Isidro (Lima, Perú) 2013 MUNICIPALIDAD DE LIMA Asistencia técnica para la evaluación y evolución de una iniciativa privada para la provisión de un sistema integrado de recaudo en la ciudad de Lima 2013 MUNICIPALIDAD DE LIMA Redacción del Anteproyecto constructivo de instalaciones ITS de los túneles urbanos del eje de conexión La Molina-Angamos, en la Municipalidad Metropolitana 2013 IPD / OHL Evaluación técnica de la iniciativa privada denominada Sistema de supervisión electrónico y seguridad de tránsito en la Municipalidad Metropolitana de Lima 2012 MUNICIPALIDAD DE LIMA Asistencia técnica para la definición del sistema de recaudo del Sistema Integrado de Transporte en la región de Lima (Perú) PROTRANSPORTE

8 2 Entorno normativo internacional y peruano 8

9 2 Normatividad peruana de aplicación para las Instalaciones de Seguridad en túneles Referencia normativa específica en Perú Manual de Túneles Muros y Obras Complementarias, aprobado en el año 2016 Para vías pertenecientes a SINAC. Norma poco específica, propone el seguimiento de otras referencias internacionales. No define figuras como el Gestor del Túnel, Organismo de Inspección de Túneles o Responsable de Seguridad, presentes en las normas más avanzadas. Otra normas peruanas: RD MTC-14 Manual de Carreteras - Diseño Geométrico DG /06/2015 Para instalaciones: Código Nacional de Electricidad, RM MEM/DM. ISO 5801: Industrial fans -- Performance testing using standardized airways (medida de los parámetros aerodinámicos de los ventiladores). BS-7346 Components for smoke control systems (ensayos de resistencia a la atmósfera recalentada). NORMA TÉCNICA DGE ALUMBRADO DE VÍAS PÚBLICAS EN ZONAS DE CONCESIÓN DE DISTRIBUCIÓN 2002, que a su vez para el diseño en túneles remite a la CIE N 88. 9

10 2 Normas de referencia En Europa Directiva 2004/54/CE del Parlamento Europeo y del Consejo sobre requerimientos de seguridad en túneles de Red Transeuropea de Carreteras. (Aprobada el 20 de Abril de 2004). En España: RD 635/2006, de 26 de mayo, sobre requisitos mínimos de seguridad en los túneles de las carreteras del Estado, transposición de la Dir. 2004/54/CE. Trasposiciones y normativas de los países europeos con gran tradición tunelera (Francia, Suiza, Alemania, etc.). Catálogo de normas NFPA (EEUU). Documentación del Comité Técnico Mundial de Túneles de Carretera (PIARC) y análogos de la IRF/ITA. 10

11 3 Elementos que contribuyen a la operación segura de un túnel 11

12 3.1 En fase de proyecto El proyecto de explotación El proyecto integral de ventilación 12

13 3.1 El proyecto de Explotación Qué NO debe ser el Proyecto de Explotación? NO debe ser un documento que sirva únicamente para cubrir el expediente 13

14 3.1 Introducción Qué ES el Proyecto de Explotación? Es el Proyecto en el que se define la organización, los recursos y los procedimientos a seguir en la explotación del túnel, orientados a la consecución de unos objetivos. Seguridad vial Gestión del tráfico Calidad del servicio al usuario Disponibilidad de las instalaciones Medioambientales Define, por tanto, una Estrategia de Seguridad que se extiende desde el diseño básico del túnel hasta su construcción, puesta en servicio y explotación. 14

15 3.1 Estructura del ME Documentos que conforman el ME PLAN / MANUAL DE EXPLOTACIÓN PLAN DE IMPLANTACIÓN Y SEGUIMIENTO PLANES DE FORMACIÓN, SIMULACROS... SEGUIMIENTO Y MEJORA CONTINUA MARCO GENERAL DE EXPLOTACIÓN PLAN DE CONSERVACIÓN Y MANTENIMIENTO PLAN DE EMERGENCIA INTERIOR PLAN DE OPERACIONES NORMALES DESCRIPCIÓN PROGRAMA Y PROCEDIMIENTOS ORGANIZACIÓN CONDICIONES NORMALES ORGANIZACIÓN Y DIMENSIONAMIENTO LIBRO DE COMPETENCIAS LIBRO DE MANTENIMIENTO PROCEDIMIENTOS INTEGRACIÓN EN PLANES DE ÁMBITO SUPERIOR OPERACIONES EN AUSENCIA DE INCIDENTES 15

16 3.1 Estructura del ME Documentos que conforman el ME PLAN / MANUAL DE EXPLOTACIÓN FASE DE PROYECTO PLAN DE IMPLANTACIÓN Y SEGUIMIENTO PLANES DE FORMACIÓN, SIMULACROS... SEGUIMIENTO Y MEJORA CONTINUA MARCO GENERAL DE EXPLOTACIÓN PLAN DE CONSERVACIÓN Y MANTENIMIENTO PLAN DE EMERGENCIA INTERIOR PLAN DE OPERACIONES NORMALES DESCRIPCIÓN PROGRAMA Y PROCEDIMIENTOS ORGANIZACIÓN CONDICIONES NORMALES ORGANIZACIÓN Y DIMENSIONAMIENTO LIBRO DE COMPETENCIAS LIBRO DE MANTENIMIENTO PROCEDIMIENTOS INTEGRACIÓN EN PLANES DE ÁMBITO SUPERIOR OPERACIONES EN AUSENCIA DE INCIDENTES 16

17 3.1 Estructura del ME Documentos que conforman el ME PLAN / MANUAL DE EXPLOTACIÓN FASE DE CONSTRUCCIÓN PLAN DE IMPLANTACIÓN Y SEGUIMIENTO PLANES DE FORMACIÓN, SIMULACROS... SEGUIMIENTO Y MEJORA CONTINUA MARCO GENERAL DE EXPLOTACIÓN PLAN DE CONSERVACIÓN Y MANTENIMIENTO PLAN DE EMERGENCIA INTERIOR PLAN DE OPERACIONES NORMALES DESCRIPCIÓN PROGRAMA Y PROCEDIMIENTOS ORGANIZACIÓN CONDICIONES NORMALES ORGANIZACIÓN Y DIMENSIONAMIENTO LIBRO DE COMPETENCIAS LIBRO DE MANTENIMIENTO PROCEDIMIENTOS INTEGRACIÓN EN PLANES DE ÁMBITO SUPERIOR OPERACIONES EN AUSENCIA DE INCIDENTES 17

18 3.1 Estructura del ME Documentos que conforman el ME PLAN / MANUAL DE EXPLOTACIÓN FASE DE SERVICIO PLAN DE IMPLANTACIÓN Y SEGUIMIENTO PLANES DE FORMACIÓN, SIMULACROS... SEGUIMIENTO Y MEJORA CONTINUA MARCO GENERAL DE EXPLOTACIÓN PLAN DE CONSERVACIÓN Y MANTENIMIENTO PLAN DE EMERGENCIA INTERIOR PLAN DE OPERACIONES NORMALES DESCRIPCIÓN PROGRAMA Y PROCEDIMIENTOS ORGANIZACIÓN CONDICIONES NORMALES ORGANIZACIÓN Y DIMENSIONAMIENTO LIBRO DE COMPETENCIAS LIBRO DE MANTENIMIENTO PROCEDIMIENTOS INTEGRACIÓN EN PLANES DE ÁMBITO SUPERIOR OPERACIONES EN AUSENCIA DE INCIDENTES 18

19 3.1 Dictámenes de seguridad y análisis de riesgos Análisis de riesgos y dictamen de seguridad son dos técnicas que se complementan y se ayudan en la gestión de la seguridad de los túneles 19

20 3.1 Análisis de Riesgos: Ejemplo metodología MARTE SUPUESTOS EN LOS QUE ES NECESARIO UN ANÁLISIS DE RIESGOS SEGÚN EL RD635/2006 APARTADO DE LA NORMA Incumplimiento de requisitos estructurales Capítulo I, artículo 4, 2 Excepcionalidad por técnicas innovadoras Capítulo V, artículo 14, 1, 2 Características especiales con relación a los parámetros de seguridad Anexo I, Desviación con respecto a los requisitos mínimos Anexo I, 1.2 Pendientes > 3% Anexo I, Anchura de carril derecho < 3,5 m Anexo I, Ventilación insuficiente y demás medidas de seguridad insuficientes además de la necesidad de habilitar salidas de emergencia. Existencia de ventilación longitudinal en túneles bidireccionales o unidireccionales congestionados, si no se toman medidas específicas, tales como una apropiada gestión del tráfico, una reducción de la distancia entre salidas de emergencia y la colocación de extractores de humo a intervalos adecuados Anexo I, Anexo I, Evaluación de viabilidad de apartaderos para túneles sin carril de emergencia Anexo I, Evaluación de la necesidad de situar equipos de emergencia en el centro de control para el caso de túneles bidireccionales importantes con un gran volumen de tráfico Viabilidad del transporte de mercancías peligrosas. Transporte de mercancías peligrosas en túneles sin drenaje separativo de longitud > 500m Anexo I, 3.4 Anexo I, 3.7 Anexo I, Posibilidad de autorizar el adelantamiento de camiones en túneles con más de un carril por sentido Anexo I,

21 Y 3.16 X Contenido de un proyecto integral de ventilación 0 CÁLCULOS DE 4 5DIMENSIONAMIENTO ALGORITMOS DE CONTROL MÚLTIPLES HIPÓTESIS SANITARIA Z E INCENDIO X Y SIMULACIÓN INFORMÁTICA X Y T(ºC) DISEÑO VALIDACIÓN CONTRASTE/DISEÑO 50 FINAL Z ENSAYOS EN CAMPO 21

22 EVOLUCIÓN DE CONCENTRACIÓN DE HUMOS AFECCIÓN DE RECORRIDOS DE EVACUACIÓN 3.1 Modelado y simulación El uso de herramientas CFD y de simulación microscópica de evacuación de pasajeros permite evaluar las condiciones de funcionamiento del sistema de ventilación y el efecto sobre las habitabilidad de los pasajeros a través de los recorridos de evacuación. Ejemplo de localización y tiempos de estudio: - t1: Ventilación parada - t2: Activación Pozo Extracción - t3: Activación 1ª ciclo JETS - t4: Activación 2ª ciclo JETS SALIDAS EMERGENCIA P.K. BOCA SUR EVACUACIÓN COMPLETA DEL TÚNEL (s) SALIDA SALIDA POR GALÉRIA 4 POR 22 GALÉRIA DISTANCIA (m.) GALERÍA GALERÍA GALERÍA GALERÍA GALERÍA GALERÍA GALERÍA GALERÍA GALERÍA

23 3.1 Algoritmos de control Los algoritmos de control gestionan la operativa de control automática/semiautomática del sistema de ventilación desde el sistema de control. En condiciones normales de explotación: Aseguran el confort de usuarios y trabajadores, manteniendo los umbrales de concentración de gases nocivos y temperatura por debajo de los límites admisibles. Criterios de eficiencia energética y maximización de la vida útil de los equipos. En caso de incendio: Clasifica, pondera y valida/descarta la detección de alarmas. Localiza el incendio. Establece las pautas de operación necesarias para optimizar las condiciones de evacuación de personas. Favorece la actuación de los servicios de emergencia. 23

24 3.1 Algoritmos de control Evolución natural de un incendio en un túnel. En el desarrollo inicial, el humo se extiende por el techo, en ambas direcciones, inicialmente estratificado. Después de avanzar unos m, el humo comienza a enfriarse y pierde la estratificación. Problemática asociada a un incendio en un túnel: Evolución rápida y generación de altas temperaturas y concentraciones de gases tóxicos en un escenario cerrado. Los humos tienden a ocupar la parte alta de la sección del túnel, impidiendo la visión desde el Centro de Control a través del CCTV. 24

25 3.1 Algoritmos de control VENTILACIÓN SANITARIA Operación automática/manual DETECCIÓN DE INCENDIO NO CONFIRMACIÓN DETECCIÓN El operador, encargado del diagnóstico: Confirmación del incendio SÍ NO AFECCIÓN DE USUARIOS Afección a los usuarios? SÍ FASE CONTROL DE HUMOS Y EVACUACIÓN FIN TIEMPO MÁXIMO EXPULSIÓN MASIVA DE HUMOS VENTILACIÓN EMERGENCIA Interrupción de la fase de control de humos y ejecución de la fase de expulsión masiva 25

26 3.1 Algoritmos de control El análisis de los algoritmos implica evaluar la casuística relativa a: tipo de tráfico existente en el túnel, el estado de ventilación previo, condiciones de tiro natural y localización del incendio con respecto a las vías de evacuación. La operativa de la ventilación puede concebirse con ayuda de herramientas de simulación informática, por ejemplo de tipo unidimensional, que permiten el contraste de un elevado número de casos. CASO 1 TIRO NATURAL INDEFINIDO 0,5 m/s PK G. 0 G. 1 G. 2 G. 3 G. 4 G. 5 G. 6 G. 7 G. 8 G. 9 P1 P Z02 Z03 Z04 Z05 Z06 Z07 Z08 Z09 Z10 Z11 Z12 Z13 Z14 Z15 P3 P4 PK P G. 0 G. 1 G. 2 G. 3 G. 4 G. 5 G. 6 G. 7 G. 8 G. 9 P CASO 2 TIRO NATURAL NORTE 1 m/s P Z02 Z03 Z04 Z05 Z06 Z07 Z08 Z09 Z10 Z11 Z12 Z13 Z14 Z15 P4 PK P G. 0 G. 1 G. 2 G. 3 G. 4 G. 5 G. 6 G. 7 G. 8 G. 9 P CASO 3 TIRO NATURAL SUR -1 m/s PK P Z02 Z03 Z04 Z05 Z06 Z07 Z08 Z09 Z10 Z11 Z12 Z13 Z14 Z15 P4 PK Pozo de ventilación Ubicación del ACTIVADO incendio 26

27 3.1 Algoritmos de control Análisis actuación frente a FUEGO en túnel de Gudvanga (Noruega). Túnel de 11,4 Km. Circulación bidireccional. Sin salidas de emergencia. Ventilación longitudinal. 27

28 3.2 Durante la puesta en marcha y explotación Capacitación Pruebas del sistema de ventilación Simulacros Responsable de Seguridad 28

29 3.2 Capacitación 29

30 COLECTIVOS / PUESTO Director del túnel Jefe de Operaciones Jefe de Sala Operador Equipo de Primera Intervención (EPI) Equipo de Intervención Médica (EIM) Vigilantes Jefe de Mantenimiento y Conservación Operarios de Mantenimiento Operarios de Conservación Resto de personal 3.2 Capacitación CONTENIDO CAPACITACIÓN MÓD. Conceptos generales de 1 1 explotación MÓD. 2 X X X X X X X X X X 2.1 Seguridad en túneles X X X X X X X X X X X 2.2 Evaluación de riesgos X X X X X X X X X X X Medidas y Medios de autoprotección Planes de actuación ante emergencias X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X 2.5 Plan de evacuación X X X X X X X X X X X 2.6 Gestión de emergencias X X X X X X X X X X 2.7 Mercancías peligrosas X X X X X X X X 2.8 Operación en el Centro de Control X X X X 2.9 Uso equipos extinción X X X X 2.10 Salvamento y socorro X Actividades CC en condiciones 3.1 1ª CUMBRE INTERNACIONAL normales DE CONCESIONES E INFRAESTRUCTURAS TEKIA INGENIEROS X X X X X X X X 30

31 3.2 Ensayos de ventilación ENSAYOS AERODINÁMICOS. Objetivos: 1. Caracterización hidráulica del túnel. 2. Comprobación del dimensionamiento del sistema (capacidad máxima de impulsión/extracción). 3. Calibración del sistema de anemómetros. INFORMACIÓN RESULTANTE (1) (2) (3) 31

32 3.2 Ensayos de ventilación ENSAYOS CON FUEGO/HUMO CALIENTE. Objetivos : 1. Reproducir las condiciones de producción de humo de un incendio real en condiciones de control. 2. Contrastar la eficacia de los algoritmos de control. 3. Comprobar la respuesta del sistema de detección. INFORMACIÓN RESULTANTE (1) (2) (3) Inicio Fuego Inicio Fuego ENSAYO 1 ENSAYO 2 +9' 26' Limpieza túnel +10' 30' Extinción incendio +1' 30' Alarma de incendio +1' 30' Alarma de incendio +2' 47' Arranque automático de ventiladores 32

33 3.2 PRESURIZADA Ensayos de ventilación SISTEMAS CONEXIÓN DE TRANSVERSAL PRESURIZACIÓN CON TUBO CONTRARIO, LONGITUD EN GALERÍAS ELEVADA DE EMERGENCIA. Objetivos: 1. Verificación de la presión diferencial dentro y VESTÍBULO SALIDA DE VESTÍBULO fuera de PRESURIZADO la galería. EMERGENCIA PRESURIZADO TÚNEL 2. Contrastar la ausencia de dificultad para abrir las puertas de emergencia. CONEXIÓN TRANSVERSAL CON TUBO CONTRARIO, LONGITUD MODERADA CONEXIÓN TRANSVERSAL A GALERÍA PARALELA DE EVACUACIÓN (1) TÚNEL TÚNEL SALIDA DE VESTÍBULO EMERGENCIA PRESURIZADO PRESURIZADA TÚNEL GALERÍA DE EMERGENCIA (2) LEYENDA Ventilador axial con rejilla de aspiración CONEXIÓN TRANSVERSAL CON TUBO CONTRARIO, LONGITUD ELEVADA Compuerta cortafuegos motorizada Rejilla de sobrepresión VESTÍBULO SALIDA DE VESTÍBULO TÚNEL 1ª CUMBRE PRESURIZADO INTERNACIONAL EMERGENCIA DE CONCESIONES PRESURIZADO E INFRAESTRUCTURAS TEKIA INGENIEROS 33

34 3.2 Simulacros Túnel de Aginaztegi 521 m. Simulacro periódico. Bidegi (2015) Túnel de Priañes 600 m. Simulacro periódico. Demarcación de Carreteras de (1) Fomento en Asturias (2015) Túnel de El Padrún 1,78 km. Simulacro periódico. Demarcación de Carreteras de Fomento en Asturias (2016) (2) Túnel de Pando1,4 km (Asturias). Simulacro periódico. Aucalsa (2016) Túnel de Candeán 839 m. Simulacro periódico. Audasa (2016) Túnel de Vielha-Juan Carlos I 5,2 km. Simulacro periódico. UTE Conservación Lleida (2016) 34

35 3.2 Responsable de Seguridad 1. Análisis Previo de los Túneles y de la Explotación. Emisión de Informe Previo de Seguridad. 2. Seguimiento continuo de la seguridad de los túneles. Inspecciones periódicas de las Infraestructuras e Instalaciones de Seguridad. Análisis de los Partes de trabajo de conservación y mantenimiento. Análisis de los Partes de incidentes y siniestros. Análisis de la Explotación. 3. Informes periódicos de seguridad de los túneles. 4. Actuaciones extraordinarias: Control de la ejecución de trabajos de construcción (obra civil, instalaciones y sistemas de información) y conservación y mantenimiento relevantes. Elaboración y evaluación de los Informes de incidencias e Informes de investigación de siniestros. Elaboración de las propuestas de medidas a adoptar ante requerimiento de la Autoridad Administrativa o del Organismo de Inspección. (1) (2) 35

36 4 Conclusiones 36

37 4 Conclusiones Los túneles son puntos de concentración de riesgo en los que un pequeño incidente puede ver incrementadas sus consecuencias gravemente si no se interviene. El diseño de la infraestructura, las instalaciones y la explotación condicionan en gran medida los niveles de seguridad del túnel. Es posible, desde la fase de Proyecto, ir sentando las bases de una operación segura del túnel de carretera. Para ello tenemos que prestar atención a: El proyecto de instalaciones, especialmente el proyecto integral de ventilación. El proyecto de Explotación. Es necesario, durante la puesta en marcha y operación del túnel, garantizar el nivel de seguridad mediante: Ensayos de ventilación. Capacitación permanente, que incluya la realización de simulacros. Una supervisión de la seguridad mediante una figura como el Responsable de Seguridad. 37