VARIANTE DE LA AVENIDA DE KURORTNY EN LA CIUDAD DE SOCHI

Transcripción

1 VARIANTE DE LA AVENIDA DE KURORTNY EN LA CIUDAD DE SOCHI

2 VARIANTE DE LA AVENIDA DE KURORTNY AUTOPISTA MODERNA Sochi La variante de la Avenida de Kurortny es la autopista que pasa por los distritos de Jóstinisky y Centralny de la ciudad de Sochi (Provincia de Krasnodar, Rusia). Es uno de los componentes alternativos de la carretera federal M27. Constituye la prolongación septentrional de la autopista Sochi-Adler. Duplica tanto la vía principal de la ciudad, la Avenida de Kurortny, como la autovía de Obyezdnaya. El proyecto fue realizado en el marco del Plan federal de construcción de infraestructuras para la Olimpiada y de desarrollo de la ciudad de Sochi, que incluyó la ampliación de las infraestructuras de transporte urbano, por encargo de la FKU Dirección de construcción y rehabilitación de carreteras de la Costa del Mar Negro de la Agencia Federal de Caminos. El diseño y supervisión de las obras estuvo a cargo de los ingenieros de la ZAO InstitutStroyproyekt. El proyecto incluía 3 fases (1ª fase de 5670 m de longitud, del río de Agura a la calle de Zemlyanichnaya; 2ª fase de 5280 m de longitud, de la calle de Zemlyanichnaya al río de Sochi; 3ª fase de 5330 m de longitud, del río de Sochi al río de Psaje La ejecución de la 1ª fase fue la empresa OAO TO-44. La construcción de la 2ª fase se realizó bajo la dirección de la empresa OAO Mostotrest. Características generales del proyecto: Extensión: 16,3 km; Número de carriles: 4 (2 en cada dirección); Longitud total de estructuras artificiales (viaductos, túneles): más de 20 km (en 2 direcciones). En su mayor parte, la carretera está formada por viaductos y túneles. El proyecto incluye 19 puentes y viaductos, 15 túneles y 7 nudos viales. Velocidad estimada de circulación: 75 km/h. La 1ª fase fue abierta al tráfico sin restricciones en enero de Las fases 2 y 3 fueron abiertas al tráfico sin restricciones en febrero de 2014.

3 CONSTRUCCIÓN La Variante de la Avenida de Kurortny es único en éste tipo de proyectos ya que se realizó en un plazo muy breve. Las obras se ejecutaron en condiciones adversas: relieve montañoso, riesgo sísmico, suelos inestables, infraestructura urbana ya existente y exigencias estrictas en materia de medio ambiente. El proyecto exigió la participación de profesionales de alta cualificación en todas las etapas de su realización. La fecha de terminación impuesta por las Olimpiadas requirió un alto nivel de mecanización y equipamiento de los lugares de obras. Construcción de los túneles En la etapa inicial para asegurar la ventilación de los tramos en construcción de varios túneles se usaron ventiladores axiales ZVN /6 marca ZITRON con una potencia nominal de motores eléctricos de 132 kw. Entre las soluciones técnicas interesantes empleadas en el diseño de la Variante de la Avenida de Kurortny hay que mencionar los apoyos pasantes diseñados para alto riesgo sísmico, el diseño original de las consolas de la losa de la calzada y la superestructura curvilínea de configuración compleja en uno de los tramos. Ventilador ZVN /6, marca ZITRON Hoy la autopista Variante de la Avenida de Kurortny es el elemento más moderno de la infraestructura de transporte de la ciudad de Sochi y el mayor conjunto de túneles carreteros de montaña en Rusia con una dotación técnica con el nivel más avanzado de la tecnología. En toda su longitud se ubican unidades de purificación de agua de lluvia tipo multisección, pantallas acústicas, y sistemas de iluminación energéticamente eficientes. Está abierta al tráfico La estructura puede soportar cargas sísmicas de hasta grado 9. Está dotada de sistema automatizado de control de tráfico, sistema de videovigilancia, estaciones meteorológicas automáticas y sistema automatizado de control de velocidad. Los túneles están dotados de sistemas modernos de ventilación y evacuación segura de personas en las galerías de conexión de los túneles dobles, con equipos marca ZITRON. Túnel 2

4 REGÍMENES DE VENTILACIÓN El uso de sistemas de ventilación forzada en los túneles de la Variante de la Avenida de Kurortny está condicionado por su larga extensión: la longitud del menor supera los 600 m. El objetivo fundamental de los sistemas de ventilación de los túneles es garantizar el cumplimiento de los parámetros establecidos en la normativa de medio ambiente en una situación normal, así como la evacuación segura de personas en caso de emergencia. Este principio permite distinguir 2 regímenes principales de ventilación de los túneles: - régimen normal; - régimen de emergencia. EQUIPOS PARA LOS SISTEMAS DE VENTILACIÓN Y EVACUACIÓN SEGURA Prácticamente en todos los túneles de la Variante de la Avenida de Kurortny el sistema de ventilación está diseñado y construido con uso de ventiladores de chorro marca ZITRON tipo JZR**-**/** que aseguran la ventilación en régimen normal y permiten asimismo suministrar el volumen de aire suficiente para la evacuación segura de personas en caso de emergencia. Los ventiladores de chorro están instalados en la bóveda en grupos de 2, 3 unidades a lo largo del túnel, fuera de la zona de circulación. El número de ventiladores y sus características están condicionados por las particularidades del diseño del túnel. Los ventiladores de chorro funcionan por transmisión del movimiento al aire: una parte relativamente pequeña del aire dentro del túnel es aspirada por el ventilador y es expulsada como un flujo con gran energía cinética. Dicha energía se transmite al resto del volumen de aire, lo cual provoca el traslado de todo el flujo aéreo en dirección longitudinal. Los ventiladores están diseñados para funcionar en ambas direcciones. La reversión del flujo es de 100%. Ventiladores de chorro tipo JZR 9-15/4, túnel 4 Los ventiladores axiales de chorro tipo JZR**-**/** están diseñados para funcionar como parte de los sistemas de ventilación longitudinal para los túneles. La resistencia térmica del ventilador que funciona en régimen de evacuación de humos es de 250 С durante 2 horas como mínimo. La puesta en marcha de ventiladores se realiza mediante arrancador suave. El control de los ventiladores para la ventilación del túnel está automatizado. El número total de ventiladores instalados en los túneles de la Variante de la Avenida de Kurortny es de 138 unidades con una potencial nominal total de kw. Ventiladores de chorro JZR 12-45/4, túnel 5

5 Para varios túneles el proyecto prevé la ventilación tanto en dirección longitudinal como transversal. Así, en el túnel doble 8-8a el mantenimiento de parámetros del ambiente aéreo en los regímenes normal y de emergencia está adicionalmente asegurado (aparte de mediante ventiladores de chorro) por los ventiladores extractores axiales de la marca ZITRON tipo ZVN*-**-***/**. El sistema de ventilación de emergencia del túnel 1 también está diseñado y construido con uso de ventiladores axiales tipo ZVN*-**-***/**. Los ventiladores axiales ZVN*-**-***/** están diseñados para funcionar como parte de los sistemas generales, resistiendo temperaturas de hasta 600 ºС y permitiendo la evacuación de humos durante 2 horas como mínimo El rodete está dotado de mecanismo de ajuste manual de los álabes, siempre con el ventilador parado. El ajuste de parámetros de funcionamiento, así como la puesta en marcha del ventilador se efectúan mediante un variador de frecuencia. El control de los ventiladores se ejerce manualmente (por cuadro de mando) o a distancia. En total el sistema de ventilación para los túneles de la Variante de la Avenida de Kurortny comprende 6 ventiladores extractores axiales con una potencia nominal total de kw. Ventiladores axiales ZVN /6, túnel 1 Válvula del canal de ventilación, túnel 1 Los ventiladores extractores axiales están instalados en un recinto especial: la cámara de ventilación, que se ubica fuera del túnel y está conectada con ellos por medio de canales de ventilación. En el lugar de conexión del túnel con el canal de ventilación se ubican las válvulas que aseguran el control del flujo de aire eliminado. Según el diseño de los canales de ventilación las válvulas pueden ser horizontales o verticales. En particular, la salida del canal de ventilación del túnel 1 se conecta con el túnel en la bóveda, y las válvulas se ubican horizontalmente en el plano del techo suspendido.

6 Armario de control

7 Para garantizar la evacuación segura de personas en situaciones de emergencia, las galerías de los túneles de la Variante de la Avenida de Kurortny están dotadas de módulos de seguridad tipo CCS de la empresa ZITRON. Vista desde el lado de la galería Módulo CCS Módulo CCS Vías de evacuación Vista desde el lado del túnel Módulo CCS, principio de funcionamiento El módulo CCS está destinado a organizar en situaciones de emergencia la evacuación segura de personas por las galerías peatonales que conectan dos túneles. Los equipos del módulo permiten mantener la sobrepresión en las galerías, previniendo la entrada de productos de combustión y posibilitando, en caso de incendio, el paso seguro de personas del túnel averiado al otro. En situaciones de emergencia las personas que entran en las galerías de evacuación, serán detectadas por los sensores de apertura de la puerta instalados en el módulo. Los equipos del módulo funcionan según el siguiente esquema: Creación de sobrepresión en la galería abriendo la válvula y poniendo en marcha el ventilador en el 2º (pareja) módulo. El segundo módulo, del lado del túnel en servicio, regulará automáticamente la velocidad del ventilador para mantener la presión interior a nivel de 50 Pa, a fin de evitar la entrada de productos de combustión en la galería. La puerta que abre hacia el túnel será bloqueada impidiendo el acceso a la zona de incendio. Se encenderá la iluminación en el módulo. La información sobre el funcionamiento del sistema se remitirá al centro de control. Normalmente el módulo se alimenta de la línea eléctrica principal. En caso de deterioro de la línea principal el módulo pasará automáticamente a alimentarse de la línea eléctrica redundante. En caso de fallos en el suministro eléctrico por la línea redundante, el módulo recibirá la energía eléctrica del SAI (Sistema de Alimentación Ininterrumpida). Asimismo se podrá poner en acción el SAI del módulo pareja. El módulo CCS es una estructura prefabricada cuyas dimensiones corresponden a la sección de la galería de conexión. Los elementos de la parte frontal del módulo CCS se fabrican en materiales con una resistencia al fuego de EI90.

8 RÉGIMEN DE VENTILACIÓN NORMAL ESQUEMA 1. ESQUEMA LONGITUDINAL DE LA VENTILACIÓN JZR JZR JZR La ventilación de los túneles de la Variante de la Avenida de Kurortny en régimen normal se realiza por medio de ventiladores de chorro tipo JZR que aseguran la ventilación forzada según el esquema longitudinal. El número de ventiladores de chorro en cada túnel se determina por la necesidad de cumplir con los parámetros del ambiente aéreo, organizar la evacuación segura de personas y crear las condiciones favorables para la extinción de incendios. Ventiladores de chorro tipo JZR 9-15/4, túnel 2, portal meridional

9 RÉGIMEN DE VENTILACIÓN DE EMERGENCIA El sistema de ventilación de emergencia está instalado en los túneles 1, 8 y 8a de la Variante de la Avenida de Kurortny y se compone de ventiladores extractores tipo ZVN que aseguran la evacuación forzada de humos según el esquema transversal. Los ventiladores extractores se ubican en las cámaras de ventilación en 2 niveles que se conectan con los túneles por medio de canales de ventilación, como se puede ver en el ESQUEMA 2. En cada nivel se ubican 2 ventiladores tipo ZVN. Cada grupo de ventiladores asegura la evacuación de humos del túnel correspondiente. En caso de cualquier fallo de funcionamiento de ventiladores de un grupo, serán puestos en funcionamiento los ventiladores de otro grupo. Para eso sirve la válvula instalada entre los canales que, estando abierta, garantiza que el flujo pase en dirección redundante. El régimen de ventilación normal en los túneles 1, 8 y 8a está asegurada por ventiladores de chorro tipo JZR, como se puede ver en el ESQUEMA 1. ESQUEMA 2. VENTILACIÓN TRANSVERSAL Dirección del flujo principal Túnel 8 ZVN Válvula Dirección del flujo redundante ZVN Túnel 8a Ventilador ZVN del túnel 8 Ventiladores de chorro JZR 8

10 SIMULACIÓN CFD Para optimizar los parámetros aerodinámicos de los ventiladores, teniendo en cuenta su ubicación en el túnel, a fin de aumentar la eficiencia energética del sistema de ventilación en general, en la etapa de diseño la empresa ZITRON realizó una simulación aplicando técnicas de CFD (Computational Fluid Dynamics). Simulación del flujo aéreo para el sistema de ventilación de chorro, sección longitudinal Sección 1 Sección 2 Distribución de velocidades para el sistema de ventilación de chorro, sección transversa

11 SIMULACIÓN CFD Simulación del flujo de aire en el pozo de ventilación del túnel 8-8a Modelación de la sección de flujo del ventilado

12 Zitron España Autovia AS II, nº 2386, Polígono de Roces Gijón, Asturias España Tel.: Fax: Zitron Rusia (OOO Zitron) c/ Suschevskaya, 27, edificio 2, oficina , Moscú Rusia Tel.: