Incendios en Túneles: Estrategias de Ventilación

Los túneles juegan un papel importante en el desarrollo de la economía. En general, son obras de infraestructura que permiten mejorar la comunicación entre ciudades y urbanizaciones. Al hablar de ventilación en túneles no solo se hace referencia a las carreteras, sino también a los metros y ferrocarriles. Inherentemente, se instalan ventiladores dentro de los túneles para controlar la calidad del aire mediante el desplazamiento de las emisiones de gases de combustión provenientes de los vehículos. En términos de seguridad, se puede hacer uso del mismo principio para reducir la cantidad de humo presente dentro del túnel, lo que a su vez reduce el calor emitido por un incendio y sus consecuencias.

La dinámica de un incendio dentro de un túnel es singular por el área de sección transversal relativamente pequeña. Es posible una alta tasa de retroalimentación de calor: la alta carga de combustible proveniente de los vehículos, combinada con una baja altura, genera una transferencia de calor muy alta hacia la estructura, que no puede disiparse. Adicionalmente, es posible que se genere un incendio poco ventilado, es decir, que el aire disponible no sea suficiente para mantener la llama, en cuyo caso la inyección de aire puro podría avivar el fuego en lugar de controlarlo. En otras palabras, un sistema de ventilación mal dimensionado podría ser peor que no hacer nada. Al dimensionar el sistema de ventilación se debe considerar de manera rigurosa la carga de combustible para no subdimensionarlo. Existen diferentes estrategias de mitigación, como el uso de rociadores o agua nebulizada, la instalación de cortinas de humo o el uso de compartimientos como rutas de evacuación; en esta ocasión nos centraremos en el uso de sistemas de extracción de humo y ventilación como medios de protección contra incendios en túneles.

La primera estrategia es la ventilación longitudinal, en la que el flujo de aire va en el mismo eje del túnel: entra por uno de los extremos y sale por el extremo opuesto. Suele usarse en túneles de entre dos y cinco kilómetros; si el túnel es más largo, puede hacerse una instalación por secciones, usualmente con ventiladores reversibles que se adaptan a la dirección de circulación del aire. El momentum del aire entrante debe ser suficiente para contrarrestar el humo en esa dirección, fenómeno conocido como “backlayering”. Es un sistema muy usado por sus costos relativamente bajos, aunque debe tenerse en cuenta que una parte del túnel sufrirá un daño estructural importante.

La segunda estrategia es la ventilación transversal, en la que el flujo de aire se genera transversal al eje del túnel: aire limpio se inyecta en la parte baja del túnel y el humo se extrae desde la parte superior. Suelen generarse secciones de aproximadamente un kilómetro. Se considera uno de los sistemas más seguros, pues es independiente del clima y de la velocidad del viento a la entrada y salida del túnel, aunque la inversión y los costos de operación son más altos.

Finalmente, la tercera estrategia es un sistema híbrido: funciona como el longitudinal, pero añade un punto de extracción corriente abajo, lo que reduce el daño estructural del túnel.

No es una estrategia muy usada. Los sistemas de ventilación pueden ser mecánicos o naturales. Por las dimensiones de los túneles, la ventilación natural suele usarse únicamente en túneles urbanos; no es viable para túneles entre montañas o bajo el agua. Como se mencionó, los túneles cuentan inherentemente con un sistema de ventilación para controlar la polución, que puede usarse para la estrategia contra incendios siempre que esté correctamente clasificado y dimensionado, o como soporte adicional del sistema contra incendio.