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INCENDIOS EN TÚNELES VIALES
Estado del arte y el caso del Túnel Zapata

A pesar que su ocurrencia es baja, un incendio en un túnel puede tener graves consecuencias, dadas las condiciones de ventilación de estos espacios.

De acuerdo a estadísticas europeas, a la fecha, los accidentes automovilísticos suelen ocurrir con menor frecuencia al interior de túneles viales en comparación a las carreteras abiertas. Esto posiblemente se debe a que al interior de un túnel generalmente existe un ambiente más “controlado”, es decir, no existen complicaciones climáticas, ni cruces viales o curvas pronunciadas. Sin embargo, no hay duda que un incendio en un tú- nel puede tener consecuencias mucho más severas que un incendio al exterior en una carretera.

Un catastro realizado en Francia indica que, al menos, ocurrirá el incendio de un auto (por kilómetro de túnel) por cada cien millones de autos que transiten por este. Análogamente, por cada cien millones de vehículos pesados (buses de pasajeros o camiones) que pasen por un túnel, habrá al menos un incendio de proporciones (por kilómetro de túnel).

Si aterrizamos estos datos al reciente siniestro ocurrido el 27 de marzo, en el túnel Zapata de la Ruta 68, que conecta Santiago con Valparaíso, basta con extraer de Internet las estadísticas del Ministerio de Obras Públicas (MOP), que el pasado año reportaron un flujo vehicular en esta carretera de 34 millones de autos y 6 millones de vehí- culos pesados en ambas direcciones. Lo anterior nos indica que, estadísticamente, habrá al menos un incendio de auto cada seis años y un incendio de algún vehículo pesado cada 15 años, en alguno de los sentidos del túnel Zapata, cuya longitud es de 1,3 kilómetros en cada tubo.

La causa de incendio al interior de un túnel se provoca principalmente por accidentes vehiculares. El humo generado interactúa con los sistemas de ventilación forzada (si es que estos existen) y los flujos entrantes/salientes en las bocas del túnel, generándose complejos patrones de flujo y turbulencia en la vecindad del punto de origen.

Como se observa en la Figura 1, los incendios en túneles forman capas de humo estratificadas en el techo, las que se desplazan hacia los extremos del tubo y conforme avanza el tiempo, se hacen más gruesas y no permiten a las personas evacuar debido a la creciente pérdida de visibilidad. Asimismo, aumenta la concentración de gases tóxicos, como el monóxido de carbono, los que representan la principal causa de muertes (incluso antes que la exposición a flujos de calor críticos).


La ingeniería contra incendios juega un papel esencial para obtener condiciones mínimas y aceptables de seguridad para las personas que transitan con sus vehículos en túneles. El conocimiento de seguridad contra incendios en túneles, ha crecido enormemente durante las últimas dos décadas, gracias a investigaciones científicas, experimentos a escala real y análisis de siniestros reales.

En orden para implementar medidas efectivas de mitigación, ya sean mé- todos o sistemas técnicos, es de vital importancia un conocimiento de la dinámica de incendios. A partir de lo anterior, es posible diseñar correctos sistemas de ventilación con controles lógicos programables dependientes del escenario de incendio, así como también sistemas de detección/supresión que actúen en etapas tempranas del siniestro.


Diseño del desempeño

En la última década, ha crecido exponencialmente la implementación de métodos de diseño basados en desempeño (“Performance Based Design”, en inglés), los que emplean herramientas computacionales que simulan el movimiento de humo al interior y también los flujos de personas escapando por las salidas o bocas del túnel. Este tipo de análisis se utiliza en conjunto con los métodos prescriptivos, tales como la norma americana NFPA 502 para túneles, y permiten analizar túneles de mayor complejidad en distintos escenarios.

Dentro de las herramientas computacionales, existen softwares específicos, como Pyrosim, que simula computacionalmente el movimiento de humos en recintos, y Pathfinder, que simula evacuación de personas en base a modelos matemáticos de comportamiento humano, en caso de emergencias como incendios. Ambos software permiten visualizar la dinámica del incendio con los humos generados y hasta qué tiempo de comenzado el incendio, las condiciones de vida serán sostenibles (visibilidad, toxicidad y radiación) y cómo estas condiciones afectarán a los usuarios de un recinto mientras evacúan.

Como corolario, los incendios en túneles registrados en la historia son, por lo general, catastróficos y cada cierto tiempo nos recuerdan a los ingenieros y autoridades competentes lo importante de la seguridad en este campo, tanto para las personas que puedan verse afectadas severamente, como para las rutas que son de crucial importancia para interconectar ciudades y que podrían dañarse, tal como ocurrió en el incendio al interior del túnel Zapata.


Artículo gentileza de Sebastián Norambuena, Jefe de Sección Peritajes, y Sebastián Lagos Rivera, Jefe Sección Estudios y Asesorías, ambos de la Unidad Ingeniería de Protección contra el Fuego (IPF) de Dictuc.
Mayo 2018
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